微注射成型技術(shù)是始于20世紀(jì)80年代末的一門新興先進(jìn)制造技術(shù)，其對(duì)成型材料成型工藝及成型設(shè)備等方面與傳統(tǒng)的注射成型技術(shù)相比，都提出了不同要求。隨著微、納米科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品不斷向微型化方向發(fā)展，微注射成型技術(shù)是微結(jié)構(gòu)零件最主要的成型方式，受到了人們高度重視，微結(jié)構(gòu)零件迅速發(fā)展對(duì)微量注塑機(jī)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
微注射成型產(chǎn)品通常應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)和微系統(tǒng)領(lǐng)域，產(chǎn)品尺寸通常非常微小，多為亞微米、微米甚至納米級(jí)，產(chǎn)品質(zhì)量也僅以毫克度量。
威猛巴頓菲爾早在1998年的Microsystem的生產(chǎn)，就一直被認(rèn)為是微注塑的全球技術(shù)領(lǐng)跑者。發(fā)展到現(xiàn)在，威猛巴頓菲爾在這一領(lǐng)域已經(jīng)勝出，其產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)是高效、精密、靈活、節(jié)能。精確至微毫、高效以及微小塑料加工方面，使客戶受益顯著。
近日，Wittmann Battenfeld公司將在2012NPE(美國(guó)NPE塑膠展)展示其下一代微注塑機(jī)，以及其兩步注射單元。此款微注塑機(jī)的鎖模力為5-15噸，配置了全電動(dòng)微功耗的注射裝置，由一個(gè)螺釘和柱塞組成，射門體積范圍為0.05-4m³。
Wittmann Battenfeld發(fā)言人表示，這款微注塑機(jī)擁有優(yōu)秀的特性，它可以使受熱均勻化，提高可重復(fù)性，同時(shí)減少注塑周期時(shí)間，并且配備了專為納米和微零件設(shè)計(jì)的輔助設(shè)備。與普通機(jī)器相比，其成本可降低30%-50%。
微注塑機(jī)模塊化系統(tǒng)組成包括一個(gè)塑機(jī)基本平臺(tái)，可以根據(jù)客戶的需求延長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)磁盤，進(jìn)行部分切除處理，通過(guò)圖像處理模塊和工作臺(tái)集成質(zhì)量監(jiān)測(cè)，伸縮擴(kuò)展到一個(gè)完整的生產(chǎn)單元。
“在處理昂貴的塑料材料，比如用于醫(yī)療技術(shù)的骨釘、骨板時(shí)，微注塑機(jī)就發(fā)揮了巨大的作用。”Wittmann Battenfeld在新聞稿中表示。這些昂貴材料的成本都在1200美元至3000美元/磅，因此，通過(guò)優(yōu)質(zhì)的塑機(jī)設(shè)備盡量避免剪切，減少對(duì)材料的浪費(fèi)，從而節(jié)約成本。
在德國(guó)斯圖加特展覽中心舉辦的第十屆MEDTEC展(德國(guó)醫(yī)療器械設(shè)計(jì)和技術(shù)展覽會(huì))上，有部分重量為0.003g的醫(yī)療鉗使用Ticon提供的微注塑機(jī)，從生產(chǎn)到被制造出來(lái)只花費(fèi)微功率為15/7.5的四腔模具4秒周期的時(shí)間。
盡管微注塑機(jī)已經(jīng)變得越來(lái)越重要，但其進(jìn)一步發(fā)展還面臨著許多挑戰(zhàn)，未來(lái)一段時(shí)間關(guān)于微注射成型的研究發(fā)展趨勢(shì)可能體現(xiàn)在以下方面：
微注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)方式
目前，大多數(shù)微量注塑機(jī)采用高頻高扭矩伺服電機(jī)配合高精度機(jī)械傳動(dòng)裝置的方式實(shí)現(xiàn)微注射成型技術(shù)要求的精密計(jì)量和高速高壓注射，但這種方式由于采用了機(jī)械動(dòng)裝置，存在傳動(dòng)間隙誤差和機(jī)構(gòu)累計(jì)變形誤差，影響了設(shè)備的精密控制和快速反應(yīng)性。而采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)則存在推力較小和成本較高的問(wèn)題，將來(lái)可對(duì)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)一步研究,開發(fā)出更高精度、高靈敏度和高推力、低成本的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
微注塑機(jī)塑化方式
微量注塑機(jī)的塑化單元均采用螺桿式或柱塞式，由于柱塞式塑化效果欠佳，未成為當(dāng)前發(fā)展的主流，而螺桿式注塑機(jī)雖然塑化效果較好，但是仍然存在著小尺寸螺桿加工難度大，使用壽命有限和塑化時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。因此，新的環(huán)保高效的塑化方式還有待進(jìn)一步的探索，如超聲波塑化、微波塑化及激光塑化等。所以探索新的材料塑化方式，解決現(xiàn)有塑化方式帶來(lái)的諸多問(wèn)題，達(dá)到整潔、高效塑化注射材料的目的也將是微量注塑機(jī)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
微注塑機(jī)注射材料
多數(shù)微量注塑機(jī)以高分子材料作為注射對(duì)象，而微注射成型技術(shù)所涵蓋的成型范圍不僅包括聚合物而且包括粉末喂料。由于粉末喂料與聚合物熔體在材料物理性能和工藝要求上存在較大差異，因此隨著微粉末注射成型技術(shù)的日益成熟，針對(duì)粉末喂料的專用微量注塑機(jī)的研究有待進(jìn)一步的深入，將來(lái)可以進(jìn)一步完善新材料的微注射成型工藝，開發(fā)適用于多種材料的微注射成型設(shè)備。
微注塑機(jī)產(chǎn)品性能測(cè)試
微注射成型產(chǎn)品尺寸微小，很少有合適的測(cè)試儀器能對(duì)產(chǎn)品的成型性能進(jìn)行全面準(zhǔn)確的測(cè)試，而且測(cè)試效率也很低。而成型產(chǎn)品的性能是對(duì)成型設(shè)備性能和穩(wěn)定性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，所以完善微量注塑機(jī)中產(chǎn)品性能檢測(cè)模塊的功能也是微量注塑機(jī)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)之一。
微注塑機(jī)設(shè)備智能化和網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)前微量注塑機(jī)主要只是用于生產(chǎn)，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電一體化的發(fā)展，微量注塑機(jī)不僅要完成產(chǎn)品生產(chǎn)的任務(wù)，而且要能通過(guò)計(jì)算機(jī)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真分析、生產(chǎn)管理及客戶服務(wù)等系統(tǒng)有效地整合，進(jìn)行智能化的生產(chǎn)操作。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，將使微注射成型設(shè)備具備網(wǎng)絡(luò)通訊能力的控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)，使生產(chǎn)管理及控制網(wǎng)絡(luò)化。通過(guò)微注射成型專家系統(tǒng)可以在線操作微量注塑機(jī)，對(duì)成型零件在線監(jiān)視并自動(dòng)調(diào)整成型工藝參數(shù)，提高零件成型的精度和穩(wěn)定性，并有效降低操作人員的技術(shù)依賴性，有利于多元生產(chǎn)及掌握銷售網(wǎng)點(diǎn)。
