หลักการของเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปแบบไมโครซิลิโคนเหลว-ที่มีความแม่นยำ

เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปไมโคร-ซิลิโคนเหลวที่มีความแม่นยำเป็นขั้นตอนการผลิต-ขั้นสูงที่ผสมผสานการฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมเข้ากับคุณสมบัติของวัสดุซิลิโคนเหลว ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนซิลิโคนที่มีขนาดจิ๋ว โครงสร้างที่ซับซ้อน และข้อกำหนดที่เข้มงวด

การฉีดขึ้นรูปซิลิโคนเหลว
I. ภาพรวมของหลักการสำคัญ

หลักการสำคัญของการฉีดขึ้นรูปแบบไมโครซิลิโคนเหลว-มีความแม่นยำดังนี้: ส่วนประกอบสองส่วน (ส่วนประกอบ A และส่วนประกอบ B) ของซิลิโคนเหลวได้รับการสูบจ่ายอย่างแม่นยำและผสมอย่างสม่ำเสมอที่อุณหภูมิต่ำ จากนั้น ผ่านระบบการฉีดที่มีความแม่นยำ มันถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูง-ภายใต้แรงดันต่ำ ภายในแม่พิมพ์ ซิลิโคนจะเกิดปฏิกิริยาวัลคาไนซ์อย่างรวดเร็ว (การเชื่อมโยงข้าม-) เนื่องจากการให้ความร้อน เปลี่ยนจากของเหลวไปเป็นอีลาสโตเมอร์แข็ง ดังนั้นจึงได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดจากการฉีดขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกแบบดั้งเดิมก็คือ วัสดุนั้นเป็นของเหลว ไม่ใช่ของแข็ง และกระบวนการบ่มนั้นเป็นปฏิกิริยาเชื่อมโยงข้าม-ทางเคมี แทนที่จะเป็นการเปลี่ยนเฟสการทำความเย็นทางกายภาพ

ครั้งที่สอง องค์ประกอบและหลักการสำคัญของระบบเทคนิค

ระบบฉีดขึ้นรูปแบบแม่นยำระดับไมโคร LSR- ที่สมบูรณ์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักต่อไปนี้เป็นหลัก:

1. ระบบการให้อาหารและการวัดแสง

หลักการ: วัสดุ LSR จะถูกจัดเก็บและขนส่งแยกกันเป็นส่วนประกอบสองชนิด ได้แก่ A (โพลีเมอร์พื้นฐาน + ตัวเร่งปฏิกิริยา) และ B (โพลีเมอร์พื้นฐาน + สารเชื่อมขวาง) โดยทั่วไปจะอยู่ในถังหรือผ่านระบบปั๊ม ทั้งนี้เพื่อป้องกัน-การเชื่อมโยงข้ามล่วงหน้าก่อนที่จะเข้าสู่เครื่อง

การสูบจ่ายที่แม่นยำ: ปั๊มสูบจ่ายเกียร์หรือปั๊มลูกสูบความแม่นยำสูง-ใช้ในการส่งส่วนประกอบ A และ B ในอัตราส่วนที่แม่นยำมาก (โดยทั่วไปคือ 1:1) ความแม่นยำในการสูบจ่ายจะกำหนดความเสถียรทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยตรง

2. ระบบผสมแบบไดนามิก

หลักการ: ส่วนประกอบ A และ B ที่มีการสูบจ่ายอย่างแม่นยำจะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องผสมแบบคงที่

เครื่องผสมแบบคงที่: ภายในประกอบด้วยชุดองค์ประกอบเกลียวพิเศษที่ตัด แบ่ง และรวมการไหลของของเหลวอย่างต่อเนื่อง ทำให้สามารถผสมส่วนประกอบ A และ B ได้อย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอโดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว การออกแบบความยาวและโครงสร้างภายในของเครื่องผสมทำให้มั่นใจได้ว่าการผสมจะเสร็จสมบูรณ์

3. หน่วยฉีดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำ

หลักการ: ยางซิลิโคนเหลวที่ผสมสม่ำเสมอจะถูกส่งไปยังกระบอกฉีด สกรูหรือลูกสูบที่มีความแม่นยำจะดันวัสดุยางจากด้านหน้าของกระบอกเข้าไปในแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิต่ำ (โดยปกติจะดูแลโดยระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ เช่น 20-30 องศา)

ประเด็นสำคัญ:

อุณหภูมิต่ำ: ป้องกันการหลอมโลหะก่อนกำหนดของวัสดุยางภายในกระบอก

แรงดันในการฉีดต่ำ: เนื่องจากความหนืดต่ำและการไหลที่ดีเยี่ยมของ LSR แรงดันในการฉีดจึงมักจะต่ำกว่าที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูปพลาสติกมาก ซึ่งจะช่วยปกป้องโครงสร้างแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนและเม็ดมีด เช่น เศษ

การควบคุมที่แม่นยำ: การควบคุม-วงปิดที่แม่นยำของความเร็วการฉีด แรงดัน และกระบวนการกดค้างไว้ ช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความเสถียรของการเติมช่องเล็กๆ-

4. ระบบแม่พิมพ์อุณหภูมิสูง-

หลักการ: แม่พิมพ์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการขึ้นรูป มันถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการหลอมโลหะ (โดยทั่วไปคือ 150 องศา - 200 องศา )

วิธีการทำความร้อน: โดยทั่วไปแล้ว การทำความร้อนสม่ำเสมอสามารถทำได้โดยใช้-แท่งทำความร้อนในตัวหรือระบบหมุนเวียนน้ำมันร้อน/น้ำร้อน

การออกแบบโครงสร้างจุลภาค: ช่องแม่พิมพ์และระบบรันเนอร์ได้รับการประมวลผลอย่างแม่นยำ- (เช่น การขัดกระจก การตัดเฉือนด้วยกระแสไฟฟ้าแบบไมโคร-) ทำให้ได้รับความแม่นยำของขนาดจนถึงระดับไมโครมิเตอร์ ระบบวิ่งเย็นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อป้องกันไม่ให้เรซินแข็งตัวภายในนักวิ่ง ช่วยลดของเสีย

การออกแบบการระบายอากาศ: เนื่องจาก LSR มีความลื่นไหลสูงและมีศักยภาพในการสร้างก๊าซในระหว่างการบ่ม ช่องระบายอากาศที่แม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันไม่ให้ก๊าซที่ติดอยู่ทำให้เกิดการขาดแคลนวัสดุหรือการไหม้เกรียมในผลิตภัณฑ์

5. การบ่มและการดีดออก

หลักการ: เมื่อฉีด LSR ที่ผสมแล้วเข้าไปในแม่พิมพ์ที่ร้อน ปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้าม-จะถูกกระตุ้นและดำเนินไปอย่างรวดเร็ว ภายในระยะเวลาการหลอมโลหะที่ตั้งไว้ ซิลิโคนเหลวจะเปลี่ยนเป็นอีลาสโตเมอร์แข็งโดยสมบูรณ์

การรื้อถอน: หลังจากการขึ้นรูป แม่พิมพ์จะเปิดขึ้น และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปขนาดเล็กจะถูกดีดออกผ่านระบบตัวเป่าที่แม่นยำ (หรือใช้ลมอัด) เนื่องจากความยืดหยุ่นของซิลิโคน แม้แต่โครงสร้างที่ซับซ้อนก็ยังง่ายต่อการถอดออก

ที่สาม ขั้นตอนการไหลของกระบวนการ

เมื่อรวมระบบต่างๆ ข้างต้นเข้าด้วยกัน ขั้นตอนกระบวนการจะเป็นดังนี้:

1. การเตรียมวัสดุและการสูบจ่าย: ส่วนประกอบ A และ B จะถูกดึงออกจากถังวัสดุอย่างแม่นยำที่อุณหภูมิต่ำโดยใช้ปั๊มสูบจ่าย

2. การผสม: ส่วนประกอบ A และ B ผสมกันอย่างทั่วถึงในเครื่องผสมแบบคงที่เพื่อสร้างสารประกอบฉีดที่เป็นเนื้อเดียวกัน

3. การฉีด: ในชุดการฉีดแบบระบายความร้อน สกรู/ลูกสูบจะฉีดส่วนผสมผสมในปริมาณที่วัดได้เข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ที่ได้รับความร้อนด้วยความเร็วต่ำและความดันต่ำ

4. แรงดันในการเติมและกดค้างไว้: สารประกอบจะเติมเต็มช่องทั้งหมดอย่างรวดเร็ว รวมถึงโครงสร้างจุลภาคด้วย เฟสแรงกดค้างไว้สั้นๆ ช่วยให้แน่ใจว่าความแตกต่างของปริมาตรที่เกิดจากการหดตัวของการเชื่อมโยงข้าม-ได้รับการชดเชย

5. การวัลคาไนซ์: สารประกอบจะถูกเก็บไว้ในแม่พิมพ์ที่มีอุณหภูมิสูง-เป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้ปฏิกิริยาเชื่อมโยงและบ่มตัว-เสร็จสมบูรณ์

6. การเปิดและการดีดออกของแม่พิมพ์: แม่พิมพ์จะเปิดขึ้น และชิ้นส่วนซิลิโคนที่มีความแม่นยำระดับไมโคร-จะถูกดีดออกมา

7. การทำซ้ำกระบวนการ: วงจรทั้งหมดจะถูกทำซ้ำโดยอัตโนมัติ โดยสารประกอบจะเหลือของเหลวอยู่ใน Cold Runner สำหรับรอบการฉีดถัดไป

IV. คุณสมบัติทางเทคนิคและข้อดี

ความแม่นยำด้านขนาดและความสามารถในการทำซ้ำสูงเป็นพิเศษ: ได้ประโยชน์จากการสูบจ่ายที่แม่นยำ การควบคุมการฉีด และกระบวนการวัลคาไนเซชันที่มีความเสถียร

ความสามารถในการจำลองรายละเอียดที่เหนือกว่า: LSR ที่มีความหนืดต่ำ-สามารถจำลองโครงสร้างระดับไมครอน-บนแม่พิมพ์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ประสิทธิภาพและระบบอัตโนมัติสูง: รอบเวลาสั้นช่วยให้สามารถผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน

สะอาดและปราศจากมลภาวะ-: LSR นั้นเป็นวัสดุเกรดทางการแพทย์- โดยไม่มีผลพลอยได้ในกระบวนการ ทำให้เหมาะสำหรับสาขาที่มีความต้องการสูง เช่น การใช้งานทางการแพทย์และการมองเห็น

ความสามารถในการบูรณาการที่แข็งแกร่งด้วยเม็ดมีด: ขึ้นรูปทับบนส่วนประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น ชิปเซ็นเซอร์) และชิ้นส่วนโลหะได้อย่างง่ายดาย

V. พื้นที่ใช้งานทั่วไป

อุปกรณ์ทางการแพทย์: สายสวนขนาดเล็ก วาล์ว ซีล ส่วนประกอบในการส่งยา ชุดประกอบอุปกรณ์แบบฝัง

ไมโครอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์: การปิดผนึกโมดูลกล้อง การห่อหุ้มเลนส์ออพติคอล ปลอกปิดผนึกตัวเชื่อมต่อ การห่อหุ้มเซ็นเซอร์ MEMS

อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์: การปิดผนึกและการป้องกันไมโครเซนเซอร์ต่างๆ

เครื่องใช้ไฟฟ้า: ซีลกันน้ำสำหรับอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ ส่วนประกอบไมโครอะคูสติก (เช่น ไดอะแฟรมลำโพง)

โดยสรุป เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปไมโครซิลิโคนเหลว-เป็นเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงที่นำเสนอคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของซิลิโคนเหลวบนกล้องจุลทรรศน์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยการควบคุมอุณหภูมิ วัสดุ ความดัน และเวลาอย่างแม่นยำ นี่เป็นหนึ่งในกระบวนการหลักสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ไมโครที่มีความแม่นยำสูง-และมีความน่าเชื่อถือสูง-