模具外文文献翻译-注塑成型的微图案有机玻璃板 【中文3480字】【PDF+中文WORD】
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【中文3480字】
注塑成型的微图案有机玻璃板
摘要:塑料板表面微观特征是研究熔体在复制微结构时压力升高对注塑成型的影
响。被用在许多光学应用的棱镜图案被选为典型。本棱镜图案是50μ米间距和108°垂直角度。其总体尺寸是335毫米×213毫米而且厚度呈线性从2.6毫米到0.7毫米。棱镜图案进行加工的镍镀芯块微金刚石刀具和加工模式的核心是安装在注塑模具的棱镜图案板。聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)被用作成型材料。
熔体的压力和温度在模腔中不同位置的测定,模型的复制在同一位置测量。结果表明,压力或温度的分布取决于有机玻璃板的形状和大小。复制受到早期阶段的
温度和剖面压力的影响,经过位置测量的研究证明上述是正确的。
关键词:微棱镜图案;注塑成型;复制;压力分布;温度分布
一、简介
微表面特征在光学或机械性能方面有着众所周知有重大影响。这些表面微观特
征越来越多的应用在提高液晶显示器或太阳能电池板光学元件的功能。不
同的表面功能已经被提出,其中一些表现出高的效率或功能。
大多数应程序使用的微观特征需要批量生产工艺和注塑成型,这可能是最好的
微图案的塑料产品生产方式。由于表面结构的功能或效率一般取决于本身的形状
和大小结构或阵列结构,在设计成型过程中它对特征的准确复制非常重要。如图1所示,注塑成型工艺一般来说包括:充模、压实、倒流和冷却。
作为一个准备步骤,微型模式是基于微图案加工金属表面的一块有反向图像表面
图案的成型,组装块进入模腔。在充模和压实过程,热塑性塑料熔体注入加压
填充腔和表面微观结构的微加工块表面的腔。然后注射模压塑料制品表面微模式
从模具释放后被冷却并凝固。在注塑成型过程热熔胶开始冷却和固化迅速从皮肤区域后注入相对冷腔。这冷却和固化的皮肤造成严重的下成型问题,尤其是微观表面模式的皮肤区域,如图2所示。因此,因此,它的主要技术问题之一加强微面的复制程度近来模式,并在此的一
些研究报道。尽管注塑成型的微表面模式进行了广泛的研究,压力或温度很少测
量的微型模式区域的腔的过程探讨复制的微表面图案。根据一些以往的研究,复
制微结构取决于加工条件包括模具温度,注射速度,压力和时间或包装熔体温度,
等等,但复制将不同显着根据大小,形状或结构该腔相同的加工条件。为更根本
的理解上的微观模式复制,熔体压力测量的微型模式区直接在成型过程找出如何
压力影响复制的微型模式在不同地区的腔。
二、准备注射成型
2.1尺寸板和棱镜模式
一种楔形板被设计为在一面有一个连续微棱镜图案。该板的形状是335×213毫米,板的厚度从2.6到0.7毫米呈不同的线性,如图3所示。棱镜图案设计间距为50微米沿长轴垂直角度为108°。本高度的棱镜图案是约18微米。
2.2微加工棱镜图案的芯块
微棱镜图案板的注射成型,棱镜图案需要首先加工对金属块组装成模具系统。本微图案加工块和图像的微模式如图4所示。在这个实验中,镍电镀块微棱镜模式成型过程中使用微型金刚石作为切割工具。
2.3模具系统和安装的压力传感器
一个注塑模具设计有双结构如图5所示。一扇大门是用在中心的边缘厚侧。这扇大门约三分之一的整个边缘。两个应变式压力传感器(Dynisco公司PT449)是安装在腔表面测量熔体压力成型过程中,在不同的位置(图5),在重复的模式将显示的最大变化。这传感器有6毫米直径的感应区和0−1.36千牛/平方厘米的测量范围。测量表面温度在腔的过程中,封装型热电偶模块安装在花纹块9的位置半固定模具如图5所示。横截面针对热电偶装置安装如图6所示。几个渠道被嵌入在模具
半表面温度控制腔的核心,通过这些循环加热液体其中连接两个热交换器的渠道
(模具温度控制器)使用石油作为加热液体。这些模具温度的温度范围控制器是
40°C和160°C之间
三、注塑成型实验
电动注塑机被用于实验,其中有夹紧能力550吨作为成型材料,聚甲基丙烯酸甲酯的使用,这是一个光学级聚甲基丙烯酸甲酯(等级80)。成型聚甲基丙烯酸甲酯,料筒温度该机被设置到230摄氏度最高温度范围。经过一系列的前成型实验中找到合理的工艺窗口的板,一些参数包括注射速率,包装
的压力,时间、模具温度预先确定的注射成型研究空间变化的微图案复制的
板。注射速度为80毫米/秒的地区约30%的总注射量和120毫米/秒的其他地区。对于包装阶段,压力10秒内达到90兆帕预防后模压板的变形如水槽或翘曲变形。模具温度控制器设定为120℃°移动半腔侧,110°为半固定核心侧。根据成型上述描述条件,熔体压力和模具温度测定腔通过充模,压实和冷却步骤。
采样率熔体压力精细的分辨率设置为1 kHz在充填阶段的压力增加很陡。
成型后,微棱镜模式估计在两个复制的程度测量不同的位置,如图5所示。
对于B位置,在填补的最后一部分是比较远的门相比定位,这是早期充模
四、结果与讨论
图7显示了一个注塑成型有机玻璃板微棱镜模式在两个不同的位置,A和B的微棱镜模式如图5所示。在B位置的微棱镜模式原来被塑造比这更好的位置A这是更接近的位置B.从门粗略估计,复制程度,模压图案高度比主模式高度,在一个位置模式显示约70%的复制,而在B位置的格局显示超过90%的复制。这种差异的结果的
压力和熔体温度在成型过程。熔体压力和温度会有所不同大小和形状的空腔,也
有加工条件。图8显示了熔体压力在A和B的位置的过程中测得腔,当熔体到达的位置凡安装压力传感器,压力开始增加。如图所示图,熔体到达位置约0.4秒后融化后达到位置A
,B位置几乎是过去区域填充,其中远离门,因此会降低熔体压力在这个位置比较位置A可能导致严重的复制的位置,但复制原来是更好地在这个位置实验作为经常向一些工程师从产业。复制的最表面微模式,熔体流动进入微模式需要刻
在表面腔。考虑到尺寸之间的差异和微腔的模式,粘性聚合物熔体是合理的假设
填补腔先熔融后的微观模式获得足够的压力流入到微观的格局模具表面。因此,复制微观模式将取决于如何迅速热熔体流动进入微腔的前表面失去流动
性,由于冷却和凝固。这表明,压力在早期阶段多负责复制的表面微
在注塑成型过程的压力上升将取决于各种因素,包括熔体温度,腔厚度或腔几何。
在图9中,熔体压力测量在岗位A和B调整,有相同的参考点沿时间轴转移的压力曲线。这些调整后的压力曲线,使我们能够比较压力上升后,熔体直接触及每个位置。在图9所示,整体的压力或压力峰值在位置A比B位置更高,但在B位置的压力增加,比这更迅速定位后的熔体到达每个位置。在一般情况下,压力预计将增长更为迅速附近的门,由于较高的压力。为楔式然而,在这项研究中模压板,融化附近B位置推断体验到更快速的压力上升,这是较薄的地区相比,近A.除了位置,变得充满腔完全正确后,熔体通过B位置导致陡峭压力上升。这更快速的压力B位置的上升可能会更好地解释微复制比B位置的格局,在位置A,其中融化成为附近的皮肤层冷却和凝固显著熔体获得足够的压力,直到流向进入上腔表面的微观模式。
五、总结
1)表面微模式复制在热塑性塑料注塑成型工艺研究。通过一个50微米间距棱镜模式成型实验和注塑格局评估在两个不同的位置复制被认为显示的最大区别。从通过一系列预定的成型条件实验中,微棱镜模式的复制发现是在结束填充区域比在靠近门口的区域。
2)通过测量和解释在整个腔压力分析成型工艺。结果发现,熔体压力上升聚合物熔体在右后的短期内达到的微图案可能更负责表面微模式的复制。
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