精密注塑件成型（xíng）的概念 精密注塑件是指（zhǐ）加工成（chéng）型的注塑（sù）件製（zhì）品的尺寸重複精度很高，以致使用通用注塑件機、常（cháng）規（guī）的注塑件（jiàn）成型工藝難（nán）以達到要求的一種注（zhù）塑（sù）件成型方法。“精密注塑件成型”這一概念，主（zhǔ）要是區別（bié）於（yú）“常規注塑件成（chéng）型”，它是基於高（gāo）分子材料的迅速發展, 在儀表、電子領域裏采用精密塑料部件取代高精（jīng）度的金屬（shǔ）零件的技術。目（mù）前針對精（jīng）密注塑產品的界定指標有2 個，一是製品尺寸重複精度（dù）, 二是製品質（zhì）量的重複精度。本文主要從製（zhì）品尺寸重複精度方麵闡述精密注塑件成型。但由於各種材料本身的性質和加工工藝不同，不能把塑料（liào）製件的精度與金屬零件的精度等同起來。 精密注塑件成型是一門涉及原材料性能、配（pèi）方、成型工藝及設備等多方麵的綜（zōng）合技術，精（jīng）密塑料製品包括DVD數碼光盤、DVD激光（guāng）頭、數碼相機零件、電腦接插 件、導光板、非球麵透鏡等精密產品，這類產品的顯著（zhe）特點是不（bú）但尺寸精度（dù）要求高，而且對製品的內在質量和（hé）成（chéng）品率要求也極高。成型製品的注塑（sù）件模具是決定該製品能否達到設（shè）計（jì）要求的尺寸公差的重要（yào）條件，而精密注塑件機是保證製品始終在所要求的（de）尺寸公差範圍內成型（xíng），及保（bǎo）證極高成品率的關鍵（jiàn）設備（bèi）。塑（sù）料製品（pǐn）最高的精度等級是三級（jí）。 1.1 精密注射的特（tè）點 (1)製件的（de）尺寸精（jīng）度高、公差小（xiǎo），即有高精度的尺寸界限;(2)製品（pǐn）重量重複（fù）精度高，要求有日、月、年的尺寸穩定性;(3)注塑件（jiàn）模（mó）具的（de）材料好、剛性足，型腔的（de）尺寸精度、光潔度以及模板間的定位（wèi）精度（dù）高;(4)采用（yòng）精密注射機更換常（cháng）規注射機;(5)采用精密注塑件（jiàn）成型工藝;(6)選擇適應精（jīng）密注塑件成型的材料。 評定製品最重要的技術指標，就是注塑件製品的精度( 尺（chǐ）寸公差、形（xíng）位公（gōng）差和製品表麵的光潔度) 。我（wǒ）國使用的標準是SJ1372―78，與日本塑料製品的（de）精度和注塑件模具精度等級（jí）很接近（jìn）。欲注塑件出精密的塑料製品，需（xū）從材料選擇、注塑件模具設計、注塑件成型工藝、操作者的（de）技術水（shuǐ）平等4大因素進行嚴格控製。 精密注塑件機要求製品尺寸精度（dù）一般在0.01～0.001mm以內，許多精密注塑件還要求注塑件機具有高的注射（shè）壓力、高的注射速度;要求合模係統具有足夠大的剛性和足（zú）夠高的鎖模精度，所謂鎖模精度（dù）是指合模力的均（jun1）勻性、可調、穩定和（hé）重複性高，開合模位（wèi）置精度高;要求對壓力、流量、溫度、計量（liàng）等都能精確控製到相應的精度，采用多級（jí）或無級（jí）注射，保（bǎo）證成型工藝再現條件和製（zhì）品尺寸（cùn）的重（chóng）複精度（dù）等。 1.2 影響製（zhì）品尺（chǐ）寸精度的因素 (1)注塑件模具精度;(2)成型收縮率;(3)製品使用環境的溫（wēn）度、濕度以及波動的（de）幅度。 2 注（zhù）塑件精密成型材料的選擇原則 機械（xiè）強度高、尺寸穩定性好、抗蠕變性能好、環（huán）境適應範（fàn）圍廣。常用的（de）有（yǒu）四種材料： (1)POM及碳纖維增強( CF) 或玻璃增強(GF);這種材料的特點（diǎn）是耐蠕變性能好（hǎo），耐疲勞、耐候性、介電性能好，難燃，加入潤滑（huá）劑易脫模。 (2)PA及玻（bō）纖增強（qiáng）PA66，其特點：抗衝擊能力及耐（nài）磨性能強，流動性（xìng）能好（hǎo），可成型0.4mm壁厚的製品。玻纖增強PA66具有耐熱性(熔點250℃)，其缺點是具有吸濕性（xìng），一般成型後都（dōu）要通過調濕（shī）處理。 (3)PBT增強聚酯（zhǐ），成型時間短。成型時間比較（jiào）如下：PBT≤POM≈PA66≤PA6。 (4)PC及GFPC特點：良好的耐磨性，增強後剛性提高，尺寸穩定性好，耐候性、難燃及成型加工性好。 3 精密注塑件成型（xíng）中的收縮問題 影響收縮的（de）因素有四種：熱（rè）收縮、相變（biàn）收縮、取向收縮以及壓縮收縮。 3.1 熱收縮是成型材料與注塑件模具材料所固有的熱物理特性。注塑件模具溫度高，製品的（de）溫度也（yě）高，實際收（shōu）縮率會（huì）增加，因此精密注射的注塑件模具溫度不宜過高（gāo）。 3.2 相變收縮由於（yú）結晶型樹脂在定向（xiàng）過程中，伴隨高分子的結晶化，由於比容減少而引（yǐn）起的收縮，即叫相變收縮。注（zhù）塑件模具溫度高，結晶度高，收縮率大;但另一方麵，結晶度提高（gāo）會使製品（pǐn）密度增加，線膨脹係數減小，收縮率（lǜ）降（jiàng）低。因此（cǐ）實際收縮率由兩者綜合作用而定（dìng）。 3.3 取向收縮，由於分子鏈在流動方向上的強行拉伸，使在冷卻（què）時的大分（fèn）子有重新（xīn）卷曲恢複的趨勢，在取向方向將產生收縮。分子取向程度與注射壓力、注射速度、樹脂溫度及注塑件模具溫度（dù）等（děng）有關。但主要的是注射速度。 3.4 壓（yā）縮收縮與彈性（xìng）複（fù）位（wèi），一般塑料都具（jù）有壓縮性。即在高壓下比容發生顯著變化。在一般溫度下，提高壓力成型製品比容會減小，密（mì）度會（huì）增加，膨脹係數減小，收縮率會顯（xiǎn）著下降。對應於壓縮性（xìng），成（chéng）型材料具有彈性複位（wèi）作用，使製品收縮減小。影響製品成型收縮的因素與（yǔ）成型條件和操作條件有關。 4 精密注塑件注塑件模具 4.1 注塑件模具精度，主要取決於注塑件模具型腔尺寸精度高，型腔定位準確或分型麵（miàn）精度是否滿足（zú）要求。一般（bān）精（jīng）密注塑（sù）件注塑件模具的尺寸公差，應控製在製品尺寸公差的1/3以下。 4.2 可加工性與剛性，在注塑（sù）件模具結構設計中，型腔數不宜過多，而底板、支（zhī）承板（bǎn）、型腔壁都要厚一些，以避免（miǎn）零件在高溫、高壓作用下發生劇烈彈性形變。 4.3 製品脫模性，注塑件模具要盡量采取少的型腔數、少而短的流道以及比普通注塑件模（mó）具有更高的（de）光潔（jié）度（dù），這樣有利於（yú）脫模。 4.4 精密注塑件模具的材料，選擇機械強度高（gāo）的合金鋼。製作型腔、澆道的材料要經過嚴格的熱處理，選用硬（yìng）度高(成型零（líng）件要達到HRC52左右) 、耐磨性好、抗腐蝕性強的材料。 5 精密注射機的特點與選用 5.1 技術參數方麵的特點 從注射壓力方麵劃分，普通機：147 ～177MPa;精密機：216 ～243MPa;超高壓（yā）機：243～392 MPa。精密注塑件機必須高壓的理由是： (1) 提高精密製品的（de）精度和質量，注射壓（yā）力對製品成型收縮率有最明顯的影（yǐng）響。當注射壓力達（dá）到392MPa時，製品成型收縮率幾乎為零。而這時製品的精度隻受注塑件模具控製或環境的影響。實驗證明：注射壓力從98MPa提高（gāo）到392MPa後，機械強度提高3%～33%。 (2) 可減小精密製品的壁厚、提高成型長度。以PC為例，普通機注射壓力177MPa，可成型0.2～0.8mm壁厚的製（zhì）品，而（ér）精（jīng）密機注（zhù）射壓力在392MPa時可成（chéng）型厚（hòu）度在（zài）0.15～0.6mm 之間的製品（pǐn）。超高壓注射（shè）機可獲得流長比更大的製品。 (3) 提高注射壓力可充分發渾注射速率的功效。欲達到額定注射速率，隻有兩（liǎng）個辦法（fǎ）：一是（shì）提高係統最高注射壓力;二是改造（zào）螺杆（gǎn）參數，提高長徑比。精密注射（shè）機的（de）注射速（sù）率要（yào）求高。以德國製造的DEMAG精密注塑件機(60～420噸)為例，它的注射速度能達到1000mm/s，螺（luó）杆能（néng）獲得12m/s2的加速度。 5.2 精密注射機在（zài）控製方麵的特點 (1) 對注塑件成型參數的重複精度(再現性)要求高，宜采用（yòng）多級注射（shè）反饋控（kòng）製：a.多級位置控製（zhì）;b.多（duō）級速度（dù）控製;c.多（duō）級保壓控製;d.多（duō）級背（bèi）壓控製（zhì）;e.多級螺杆轉速（sù）控製。位移傳（chuán）感器（qì）的精度要求達到0.1mm，這樣可以嚴格控製計量行程、注（zhù）射行程以及餘料（liào）墊的厚度(射（shè）出監控點)，保證（zhèng）每次注射量準確，提高製（zhì）品成型精度。料筒（tǒng）及噴嘴溫度控製要精確，升溫時超（chāo）調量要小，溫度的波動（dòng）要小。精密注塑件應采用PID控製，使溫度（dù）精確度在±0.5℃之間為宜。 (2) 塑化質量要求，塑料塑化的均勻（yún）性（xìng）不僅影響到注塑件件的成型質（zhì）量，還會影響到熔融塑料通過澆口時所受阻力的大小，為了得到均勻的塑（sù）化，設計專用的螺杆和使用專用的增塑技術必不（bú）可少。另外，機筒的（de）溫度也應精確控製，現在螺杆、機筒溫度多采用PID控製(比例、微（wēi）分、積分)，精（jīng）度（dù）可控製在±l℃內，基本可滿足精密注塑件的要求，如果采（cǎi）用FUZZY控製方法，就更適合於精密（mì）注塑件了。 (3) 工作（zuò）油的溫度控製要高油溫的變化導致注（zhù）射壓力的波動，必（bì）須對（duì）工作油采用加熱、冷卻的閉環裝置，把油（yóu）溫穩定在50～55℃為（wéi）宜。 (4) 保壓壓（yā）力的影響，保（bǎo）壓對精度塑件的影（yǐng）響極大，準確地說，保壓能較好地補縮，減（jiǎn）小塑件變形，控製塑件（jiàn）精度（dù），保壓壓力的穩定決定了塑件的成型精度，螺杆的終止位置不變是決定保壓效（xiào）果的決定因素。 (5) 對注塑件模具溫度控製要求若冷卻時（shí）間相同，注（zhù）塑件（jiàn）模具型腔溫度低的製品厚度要比溫度高（gāo）的（de）製品（pǐn）厚度尺寸大。如POM、PA類（lèi）材料，模溫50℃時厚度為50～100μm的製品，在80℃時厚（hòu）度（dù）減小到20～40μm，100℃時減小到隻（zhī）有10μm。室溫也對精密製（zhì）品（pǐn）尺寸公差有影響。 5.3 精密注塑件（jiàn）機（jī）的液壓係統 (1) 油路係統需要采用比例壓力（lì）閥、比例流量閥或伺服變量泵（bèng）的（de）比例係統。(2) 在（zài）直壓式合模機構中，把合模部分油路和注射部分油路分開。(3) 由於精密注塑件機具有高速性，為（wéi）此必須（xū）強調液壓係統的反應速度。(4) 精密（mì）注塑件機的液壓係統，更要充分體現（xiàn）機― 電（diàn）― 液― 儀一體化工程。 5.4 精密注（zhù）塑件機的結構特點 (1) 由於精密注射（shè）機注射壓力高，這就要強調（diào）合模係統的剛度。動、定模板的平行度控製（zhì）在0.05～0.08mm 的範圍內。 (2) 要求對低壓注塑件模（mó）具的（de）保護及（jí）合模力大小精度的控製。因為合模力的大小要影響注塑件模具變形的程度，最終要影響到製件的尺寸公差。 (3) 啟、閉模（mó）速度要快，一般在（zài）60mm/s左右。 (4) 塑化部件: 螺杆、螺杆頭、止逆（nì）環（huán）、料筒等, 要設計成塑化能力（lì）強（qiáng）、均化程度（dù）好、注（zhù）射效率（lǜ）高的結構形式;螺杆驅動（dòng）扭矩要大，並能無級變速。 結論：無論何種精密注塑件機, 最終都必須能夠穩定地控製製品尺寸重（chóng）複精度和質量重複精度。 6 精密注射機的主要（yào）代表型號 精密注塑件成型機的研製方（fāng）麵代表當（dāng）今世界先進水平的生產注塑件（jiàn）加工商主要有德國的克勞斯瑪菲、德瑪格、雅寶、阿博格以及日本（běn）的日精、日鋼、東芝機（jī）械和住友重機等注塑件加工廠。德國阿博格公（gōng）司推出的精（jīng）密注射機合模機構采取了箱（xiāng）式設計（jì），以此來（lái）提高鎖模精（jīng）度。由於三板式注射機前 板與後板均固定於機架上，當鎖模力施加時，四拉杆的伸長受到機架的約束，從而使拉杆趨向“拱橋形”而影響鎖模精度，箱式樣設計的結果從限製不良變形的角度（dù）提高鎖模精度。注射油缸采用雙向壓力伺服控製，精確定位螺杆位置，使注射量控製精度提高（gāo）一倍;采用變（biàn）頻器優化（huà）控製（zhì）主泵馬達，不僅使液壓係統控製精度提高，而且節能效果顯著;此外，采用模塊化設計（jì），注塑件成型機各運動係統可根據用戶（hù）實際需（xū）要，采取液壓與電動兩者的組合，鎖模係統和注射係統空間相對位置也可以有多種配（pèi）置。 日精公司采用了新的控製係統TACT，提高響應速度、操作穩定性、液晶屏（píng）顯（xiǎn）示（shì）的多語言控（kòng）製（zhì）界麵;新的注射機構：螺杆長徑比加（jiā）大增強 塑化效果，五段（duàn）溫區優化塑化溫度控製，並對油壓回（huí）路進行了優化;油路壓力損失（shī）降低、鎖模效率提高、低速運動（dòng）平穩性提高，開發出新的油（yóu）壓式（shì）FN係列精密注塑件成型機，還開發成功了油壓式小（xiǎo）型精密注塑件成型機NP7RealMini、AU3E、AS15 等機（jī）型。該精密注塑件成型機主（zhǔ）要的加工材（cái）料為液（yè）晶聚合物(LCP)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等工程塑料。 日精NEX150 精密注射機綜合了Ultimate微型注塑（sù）件技術，可用於大批（pī）量注塑件成型加工微小的精密塑（sù）料部（bù）件，配置有優化設計的精（jīng）確（què）計量和快速回應注射係統, 高精密和（hé）高剛性的合模機構, 可加工0.1～0.3g重的精密微型塑料部件，用途包（bāo）括數碼相機、手機、硬盤、精細針孔連接器等等（děng）。日本製鋼（gāng）所也（yě）開發出J-ELII-UPS超高速精密注塑件成型機。在標準保壓條（tiáo）件下, 製（zhì）品重量的變（biàn）動幅度為（wéi）0.022 克, 采用新的保壓控（kòng）製方（fāng）式後，製品重量變動幅度可減小到0.006 克。