Изготовление литьевых форм

В изготовлении литьевых форм для миниатюрных отливок могут быть использованы различные технологии, такие, как механическая обработка или обработка коронным разрядом. Однако размеры очень быстро выходят за пределы ограничений из-за износа поверхностей оформляющих деталей и формующих полостей. Для изготовления знаков и полостей для микролитья используют технологии из области микроэлектроники (например, LIGA - это аббревиатура немецкого названия технологии, которая включает в себя литографию, гальванопластику и дублирование методом литья под давлением). Для этих целей применяются также ультрапрецезионная механическая обработка, лазерная резка и обработка коронным разрядом.

Процесс литья

Для литьевой формы необходима специальная система нагрева и охлаждения. Было разработано несколько систем, обеспечивающих желаемое динамическое управление температурой в литьевой форме. Например, система "вариотерм" (vario therm) имеет два масляных контура, масло в которых находится при разных температурах, чтобы обеспечить подогрев и охлаждение литьевой формы на стадиях заполнения и охлаждения, соответственно. С другой стороны, система индукционного подогрева создает максимум подогрева литьевой формы перед впрыском. Кроме этого, сообщается об успешном использовании патронных нагревателей для управления температурой литьевой формы. Следует также отметить использование термодатчиков в литьевой форме, высокоточных направляющих, систем вакуумирования формы, встроенных систем подрезания литников, роботизированных систем извлечения изделия и систем очистки литьевых форм, которые срабатывают после каждого цикла. Все эти факторы играют важную роль в управлении процессами производства, эффективным перемещением и упаковкой изделий.

Для того чтобы гарантировать правильное заполнение формующей полости, высокие скорости впрыска и высокое давление, максимально допустимые температуры плавления, необходимо управление температурой стенок литьевой формы. Литниковая система большого диаметра используется, чтобы создать достаточно большую дозу впрыска, надежное переключение и избежать деструкции материала.

Особенности микролитья

Технология микролитья предназначена для производства миниатюрных деталей. Она не составляет конкуренции другим технологиям литья под давлением.

Поскольку миниатюрные детали не имеют достаточного веса, чтобы система управления машиной была в состоянии его регистрировать, некоторые машины имеют литники повышенного размера для того, чтобы машина могла точно выдерживать параметры и осуществлять мониторинг производства изделий. При этих условиях в литниках может находиться до 90% общего веса дозы впрыска. Это приводит к существенному росту отходов, поскольку материал, оставшийся в литниках, не может быть утилизирован в большинстве применений. Наконец, из-за обычно высокого соотношения поверхности к объему в изделиях литьевая форма в процессе впрыска должна быть нагрета до температуры, которая выше точки плавления материала, чтобы предотвратить преждевременное затвердевание, а такой подогрев приводит к увеличению времени цикла.

Почти все материалы, пригодные для литья изделий обычного размера, также могут быть использованы в микролитье. Сообщалось об использовании следующих материалов: ПК, ПММА, ПА, полиэфиримид и силиконовый каучук. Можно также применять технологию реакционного литья под давлением, используя материалы на базе акрилатов, амидов и силиконов.

Типичные варианты применения

На рынке наблюдается быстрый рост потребления изделий, полученных микролитьем, особенно это заметно в таких секторах, как оптические телекоммуникации, хранение компьютерных данных, медицинские и биотехнологии, а также в изготовлении оборудования и машиностроении. К изделиям, полученным микролитьем, относятся детали часов и видеокамер, автомобильные датчики, головки для чтения/записи жестких дисков и приводов компакт-дисков, медицинские датчики, микронасосы, прецизионные шестерни, шкивы и шнеки, оптоволоконные переключатели, микромоторы, хирургические инструменты, а также компоненты телекоммуникационного оборудования.

Литьевое прессование

(Компрессионное формование)

Литьевое прессование (Injection-Compression Molding) представляет собой дальнейшее развитие технологии литья под давление за счет добавления усилия прессования механизма смыкания. Это позволяет обеспечить стабилизацию размеров изделий и получение поверхности, точно соответствующей технологическим требованиям. В этой технологии формующая полость изначально имеет большое сечение, что позволяет расплаву полимерного материала свободно заполнить все удаленные участки при относительно низком давлении. В некоторый момент в ходе или после завершения впрыска материала толщина формы уменьшается за счет её дополнительного механического сжатия, что заставляет расплав заполнить всю форму с большим уплотнением. Воздействие усилия прессования на форму приводит к одинаковому распределению давления в полости, позволяет добиться более равномерного распределения физических свойств и уменьшить усадку, деформацию и внутренние напряжения в отливке по сравнению с традиционным литьем под давлением.