„Micromolding“ - „Depth Insights“
Kadangi dauguma šiuolaikinių prietaisų mažėja arba jiems reikalingi plonesni komponentai, plastikinio mikroprofilingo poreikis toliau auga. Taigi nesunku atspėti - šiame straipsnyje bus pasinerta į mikro liejimo formavimo technologijos ypatumus - jo ypatybių, taip pat su juo naudojamų medžiagų analizę, pakuotės iššūkius, gaminamumo dizainą ir ateities mikropelėjimo horizontus.
Turinys:
A
Kas yra plastikinis mikro liejimas ir jo ypatybės?
Ar mikro įpurškimas gali pakeisti įprastą liejimą?
Kaip plačiai µIM naudojamas pramonės šakose?
Ar toli gali plonas sienų lipdymas?
Kokios medžiagos yra geriausios mikromoliejimui?
Kokia yra mikropurškimo formavimo technologijos ateitis?
Iššūkiai mikrodalijime: mikro surinkimas ir pakavimas
Kas yra plastikinis mikro liejimas ir kokios jo savybės?
A
Mikro formavimas yra labai specializuotas procesas, kai mikrokonstrukcinės plieno arba aliuminio formos CNC ir EDM apdirbamos pagal mikronų ar net submikronų skalės tolerancijas. Paprastai, kai suformuota detalė sveria gramo dalį, arba jos mikro ypatybės svyruoja nuo 50 µm iki 5 µm ar mažiau, atskleidžiama didžiausioje šoninio mikroprofilingo pasaulyje.
A
Pagrindinis skirtumas tarp mikro formavimo ir tradicinių liejimo technologijų yra šratų dydis ir įpurškimo mašinų tikslumas. Mikromoliejimo mašinos gali labai tiksliai įpurškti gramo dalį, nes jos turi didesnės skiriamosios gebos tiekimo galimybes, dėl kurių slėgis vienodai pasiskirsto ertmėje. Mikro liejimo formose taip pat naudojamos mažesnės formos. Mikro formos yra apdirbamos su mažesnėmis šerdimis ir ertmėmis bei mikro ypatybėmis, naudojant tikslius CNC ir EDM įrankius. Įprastą liejimą, pvz., Pakavimą ir kokybės valdymą, galima laikyti antrinėmis operacijomis, tačiau mikro formavimo procese reikia skirti daug dėmesio pakuotėms ir kokybės kontrolės detalėms, nes išlietos dalys yra labai mažos.
A
Ar mikro įpurškimas gali pakeisti įprastą liejimą?
A
Atsakymas yra: TAIP. Micromolding kartais gali būti „mažas“, bet ne „micro“. Daugybėje reikalingų plastikinių dalių daugybė jų gali būti pakankamai mažos, kad tilptų į mikro pelėsių projektuojamą plotą (pvz., ~ 100 mm apskritimo perimetrą) ir neviršytų mikro injekcijos šūvio tūrio (pvz., ~ 15–30 cm3). Be to, novatoriškos įmonės dažnai siekia atsparumo ir mažos rizikos patekimo į rinką bandomosiomis paleidimo priemonėmis, kurių gamybos apimtis yra iki 100 tūkst.
Šiomis sąlygomis nebus geresnio būdo, nei naudoti mikrolydinio technologiją. Galimas reikšmingas išlaidų ir laiko sumažinimas, palyginti su tradiciniu liejimu. Įrankių sąnaudose galima sutaupyti iki 3–4 kartus ir su galutiniais produktais patekti į rinką per mažiau nei 3 savaites:
A
Mažos mašinos eksploatavimo išlaidos, nes yra mažesnių mašinų ir veikia mažesnė prispaudimo jėga.
Mažiau naudojamų pelėsių ertmių ir aliuminio apdirbimas yra greitesnis ir pigesnis.
Atliekų kiekio sumažinimas dėl reikalingų trumpesnių bėgikų sistemų. Kadangi yra trumpesnių bėgikų, reikalingų ertmėms užpildyti, supjaustytų ir pašalintų bėgikų tūris skiriasi dramatiškai, palyginti su tradiciniu liejimu.
Lengva ir lanksčiai modifikuoti galima dėl greito ir pigaus pelėsių apdirbimo.
Kaip plačiai µIM naudojamas pramonės šakose?
Medicinos ir sveikatos priežiūros pramonė
A
Be abejo, medicinos sritis kaip tokia reikalauja ypatingo tikslumo daugumoje procesų. Todėl daugeliu atvejų naudojami medicinos prietaisai turi būti maži ir labai rafinuoti. Taigi, mikro liejimas yra plačiai naudojamas medicinos prietaisų gamyboje: vaistų tiekimo įtaisai, kateteriai, diagnostikos sistemos, optiniai ir klausos aparatų komponentai ir kt. Ir yra labai pritaikomas minimaliai invazinių operacijų instrumentams. Pvz., Neurochirurgijos, aortos gydymas ir kt.
Taip pat galima pabrėžti, kad naujos rūšys mikrofluidinių sistemų tampa vis populiaresnės ir plačiau pritaikomos įvairiuose medicinos spektakliuose (įskaitant „Point-Of-Care“ programas). Nenuostabu, kad medicinos pramonė užima maždaug ketvirtadalį pasaulinės mikropurškimo formos rinkos dalies, rašoma „Mordor Intelligence“
Elektronikos pramonė
A
Šiuolaikiniai elektroniniai prietaisai mažėja, todėl šiame sektoriuje taip pat reikia didesnio tikslumo ir sudėtingumo. Mikro liejimo pranašumai gali būti panaudoti gaminant įvairius elektronikos komponentus. Mikrooptika gali būti vienas iš pavyzdžių (pvz., Lazerinių prietaisų, išmaniųjų telefonų, lęšių, prizmių ir kt. Gamyba). Taip pat mikroelektronikos komponentai: tokie kaip jungtys, jungikliai, kištukai, kompiuterių lustai ir kt., Skirti kompiuteriams, ryšių technologijoms, muzikos prietaisams ir kitoms mikroelektronikos sritims.
A
Mikroelektromechaninėms sistemoms (MEMS) taip pat dažnai reikia gaminti mikro liejimą. Kadangi pati pramonė yra augimo stadijoje, taip pat didėja novatoriško mikroprofilingo poreikis gamybos procesuose. Pavyzdžiui, „BioMEMS“ (biomedicinos mikroelektromechaninės sistemos) dabar yra plačiai tiriamos, o jau naudojamos potencialios naujos kartos sekos (NGS) ir „Point-of-Care“ diagnozavimo galimybės, o tai žymiai padidina MEMS paklausą.
A
Sparti šiuolaikinių technologijų plėtra lemia dramatišką elektronikos pramonės augimą, o tai gali reikšti tai, kad elektronikos sektorius užima šiek tiek daugiau nei penktadalį pasaulinės mikropurškimo formavimo rinkos dalies (ten pat).
Automobilių pramonė
A
Mikro liejimas yra gana plačiai naudojamas automobilių komponentams gaminti, kuriems dažnai reikia lengvų ir mažų komponentų. Mikro liejimas naudojamas po automobilio gaubto dalimis (pvz., Varikliu ar pertraukomis) ir įvairiems kitiems automobilių pramonei svarbiems komponentams, pvz., Skirtingiems spaustukams, poveržlėms, durų užrakinimo mechanizmo dalims, įvairiems mygtukams, jungikliams ir net mikro plastikui. krumpliaračių gamyba. Kadangi visa automobilių pramonė yra didžiulė ir reikalauja daugybės mikroelementų, nenuostabu, kodėl šis sektorius iš mikro formavimo užima daugiausia vertės (beveik trečdalį) (ten pat).
Kaip toli galėtų plonas sienų lipdymas?
A
Pirma, norint aptarti plonų sienų liejimą, reikėtų patikslinti pačią sąvoką. Plonas sienų liejimas gali būti klasifikuojamas pagal srauto ilgio ir sienos storio santykį: L / t santykis. Skirtingų plastikų srautų greitis skiriasi, todėl jų maksimalūs santykiai gali skirtis. Čia yra 10 plačiausiai naudojamų termoplastikų L / t santykių maksimumai:
A
ABS: 170/1
SAN: 120/1
PA: 150/1
PC: 100/1
HDPE: 225/1
LDPE: 275/1
PP: 250/1
PMMA: 130/1
POM: 150/1
PS: 200/1
A
Formuojamos dalies kokybė labai priklauso nuo teisingo sienos storio projektavimo. Paryškinant „teisingą“ dizainą, reikia pasirinkti suderinamus sienų storio diapazonus įvairioms termoplastikoms ir išlaikyti panašų formato santykį visame detalės projektavimo procese. Nepavykus atlikti šio projekto gamybos etapo, gali būti:
A
Laiku atliekami ciklai, nes storesnės sienos vėsta ilgiau nei plonos;
Per plona siena gali būti per trapi, be to, tai gali sukelti srauto (įtekėjimo į ertmes greitis) klaidas. Pastarasis klausimas gali sukelti tuštumą, jei medžiaga neužpildo visų savybių, kol ji neatvėso;
Nelygios sienos skirtingai atvėsina ir sustingsta, ir šis faktorius dažniausiai yra priežastis, kodėl ant suformuotų dalių paviršių gali būti nenumatytų nuolatinių metmenų ar kriauklės žymių.
A
Kadangi plonų sienų liejimas pirmiausia priklauso nuo dervų pasirinkimo, verta remtis kai kuriais eksperimentiniais duomenimis. Žemiau esančioje lentelėje parodytos plačiausiai naudojamos plastikinės medžiagos su mažiausiais ir didžiausiais sienelių diapazonais liejimui:
MEDŽIAGA
A
ABS
ACETALAS
AKRILAS
NYLONAS (POLIAMIDAS)
POLIKARBONATAS
POLIESTRAS
POLIETILENAS
POLIPROPILENAS
POLISTIRENAS
POLIURETANAS
PARAIŠKA
A
Daugiausia vandentiekio ar automobilių pramonei
Gali pakeisti kai kurias metalines detales. Dažniausiai stiklas pakeistas grožio, mados ar net meno pramonėje
Įvairūs pramoniniai ir mechaniniai panaudojimai
Naudojamas įvairiose rinkose
Naudojamas įvairiose rinkose
Puikiai tinka vienkartiniams ir perdirbamiems gaminiams
Tačiau maisto pramonėje dažnai naudojamos įvairios taikymo galimybės, nes jos neišplauna chemikalų
Taikoma įvairiose pramonės šakose
Taikoma įvairiose pramonės šakose
SIENOS STORUMAS
A
0,143 mm - 3,556 mm 0,762 mm - 3,048 mm 0,635 mm - 12,70 mm
A
0,762 mm - 2,921 mm 1,016 mm - 3,810 mm
0,635 mm - 3,175 mm 0,762 mm - 5,080 mm
0,635 mm - 3,810 mm
A
A
0.889 mm - 3.810 mm
2,032 mm - 19,05 mm
Pasirenkant dervos medžiagą, turi būti laikomasi kitų plonų sienų liejimo reikalavimų. Kadangi plonos sienos atvėsta greičiau nei storos sienos, plonoms sienoms lipdyti reikia didesnio ertmės užpildymo greičio (užpildymo laikas rodo laiką, reikalingą medžiagai tekėti į ertmes). Pavyzdžiui, 25% sienelės storio sumažėjimas reikalauja 50% injekcijos laiko sumažėjimo. Plonų sienų gamybai reikia specializuotų mašinų, kad būtų galima apdoroti didesnį greitį ir slėgį. Nors šiuolaikinės technologijos leidžia standartinėms mašinoms užpildyti vis plonesnes dalis, mažiausioms dalims reikia pažangesnių mašinų tiek įpurškimui, tiek užveržimui, ciklams.
Kokios medžiagos yra geriausios formuojant mikro įpurškimą?
A
Yra daugybė įvairių medžiagų, kurios gali būti naudojamos formuojant mikrodalynes. Tačiau neabejotinai yra keletas esminių suvaržymų, kurių negalima pamiršti renkantis medžiagas, pavyzdžiui: mechaninių savybių (kokios yra numatomos eksploatavimo aplinkos, didelio karščio situacijos, higroskopinės savybės?) Suderinamumas (kontaktas su kitais biologiniais kūnais, kosmetikos išvaizda ir kaina. Kai kurie populiariausių mikro formavimui skirtų medžiagų yra parodyta žemiau esančioje lentelėje.
A
MEDŽIAGA
A
LCP (skystųjų kristalų polimeras)
PMMA (polimetilmetakrilatas)
COC (cikliniai olefino kopolimerai)
PEEK (polieterio eterio ketonas)
PLA (poliaraktinė rūgštis)
PGA (poliglikolio rūgštis)
A
Polietilenas
Polipropilenas
Polikarbonatas
PARAIŠKA
Aukštos temperatūros tolerancija; Puikus atsparumas cheminėms medžiagoms ir atmosferos poveikiui; Atsparumas streso įtrūkimams
Didelis skaidrumas; Atsparumas ultravioletiniams spinduliams; Atsparumas įbrėžimams
Puikus takumas; Atsparumas karščiui, chemikalams, drėgmei; Didelis aiškumas
Didelis cheminis atsparumas; Puiki šilumos ir slėgio tolerancija; Atsparumas streso įtrūkimams ir didelis stiprumas
Biologinis skaidomumas; Didelis skaidrumas; Puikus suderinamumas
Biologinis skaidomumas; Didelio stiprumo; Didelis atsparumas dilimui ir tirpikliams
A
Puikus cheminis atsparumas; Didelis stiprumas ir paviršiaus kietumas; Atsparumas dilimui
Puikus atsparumas chemikalams ir karščiui; Didelis atsparumas lenkimui ir atsparumas nuovargiui; Elektros izoliacija
Didelis skaidrumas ir didelis matmenų stabilumas; Tvirtumas ir tvirtumas; Atsparumas drėgmei ir chemikalams
Taip pat reikėtų pabrėžti, kad sparčiai tobulėjant technologijoms ir didėjant paklausai, daugėja biologiškai absorbuojamų polimerų naudojimo mikro liejimo formoje. Bioabsorbuojamos medžiagos yra plačiai pritaikomos šiuolaikinėje sveikatos priežiūros srityje. Kadangi šiuos organizmo polimerus gali absorbuoti ir ištirpinti žmogaus organizmas, juos naudojant sumažėja chirurginių intervencijų, reikalingų specifiniam (dažniausiai ortopediniam) gydymui, skaičius. Kartu su naujovėmis auga šių medžiagų panaudojimo paklausa, todėl čia taip pat naudojamos šiuolaikinės mikroprofiltravimo technologijos.
Kokia yra mikropurškimo formavimo technologijos ateitis?
Plastikinis liejimas naudojamas daugumoje pramonės šakų visame pasaulyje. Senas gamybos technologijas pakeičia arba patobulina naujos, o „4.0“ pramonė visa tai katalizuoja. „Micromolding“ nėra išimtis, todėl jis turi išlikti novatoriškas ir prisitaikyti prie naujų rinkos poreikių, kai komponentai tampa vis mažesni. Dėl šios priežasties yra kuriamos naujos technologijos, skirtos pagerinti mikrolydimą:
A
Didelė pažanga kontroliuojant medžiagas. Matomiausia pažanga yra ta, kad įmonės bando tirti polimerų perdirbimą, ir šis tyrimas siejamas su aplinkosaugos aspektais;
Naujos naujovės priklauso nuo klientų poreikių, nes kartais joms reikia to, ko įmonės negali sukurti. Ši paklausa daro didžiulį spaudimą gamintojui ir dėl šios priežasties gaminamos naujos technologijos, pavyzdžiui, ekstremalios plonos sienelės, dviejų šūvių mikro formavimas ir automatinis įdėklų liejimas yra tiesioginiai rinkos poreikių rezultatai;
Nauji mikro formavimo jutikliai buvo specialiai pritaikyti formai, anksčiau jutikliai buvo per dideli. Nauji jutikliai yra labai kompaktiški, lengvai montuojami, sutaupo daug vietos formoje ir yra skirti stebėti temperatūrą, slėgį, deformaciją, susitraukimą ir kitus procesus;
Viena iš naujausių naujovių yra CNC staklės ir mikro grimzlės EDM. Šie prietaisai leidžia aplankams sušvirkšti mažiau nei 1 gramo kadrus su minimalia žala ir labai dideliu smūgio tikslumu. Suslūgusių slėgio ir temperatūros jutiklių aparatūros pažanga leidžia geriau kontroliuoti ir realiu laiku stebėti procesą.
A
Runnerless arba sumažinti dujų srauto formos yra skirtos išsaugoti brangių medžiagų ir tai leis mašinų gamintojai pertvarkyti pasiekti aukštą tikslumą ir itin mažus kulka dydžių. Nauji pasiekimai apima nestandartinių medžiagų dizainą, patobulintas sumažinto sienelės storio užpildymo galimybes, įtempių pašalinimą ir pelėsių atkaitinimą, patobulintas pelėsių ir medžiagų stebėjimo sistemas.
Iššūkiai mikrodalijime: mikro surinkimas ir pakavimas
A
Pakuotės ir mikro surinkimo išlaidos sudaro didelę visų mikroapskaičiuojamo produkto išlaidų dalį ir yra svarbi mikroskopinio produkto kūrimo dalis. Efektyvi pakuotė ir surinkimas yra raktas į sėkmingus produktus rinkoje.
A
Pagrindinė labai mažų produktų pakavimo ir surinkimo išlaidų priežastis yra automatizavimo stoka abiejose šiose operacijose. Daugumai mikro surinkimų reikia naudoti operatorius, kad rankiniu būdu pasirinktumėte ir įdėtumėte mažas dalis naudodami galingus mikroskopus ir mikro pincetus. Rankinis surinkimas yra nepaprastai brangus ir užima daug laiko. Operatoriai, montuojantys tokias labai mažas dalis, kenčia nuo įtampos dėl akių įtempimo, kelia griežtus reikalavimus galutiniam produktui, tačiau taip pat turi pasiekti reikiamą jo kokybės patikimumą.
A
Kad mikromontavimas būtų lengvesnis ir greitesnis, šiam procesui turi būti prieinami keli specialūs įrankiai ir įranga:
A
Vaizdinė sistema su didelio našumo stereomikroskopu, ilgalaikiu atstumu ir didelės raiškos kamera bei monitoriumi. Pastarasis naudojamas instrukcijoms ir atsiliepimams pateikti surinkimo metu ir po jo;
Mikropozicionierius, kurio skiriamoji geba yra 40 nm, ruošinio valdymui, mikrogriebtuvui ir padėties valdymui;
Tikralaikis kompiuterio matymas, skirtas valdyti servo mechanizmus ir variklius ir surinkti dalis mikronų lygio tikslumu;
A
Didelės skiriamosios gebos, didelio tikslumo perkėlimo įrankis dalims ir komponentams tvarkyti.
A
Jei gaminate labai mažo dydžio gaminį ir nenorite jo surinkti po mikroskopu, yra keletas metodų, kurie padeda sujungti skirtingas dalis projektavimo etape:
A
Dviejų kadrų mikro formavimas. Šis metodas leido suleisti dvi skirtingas medžiagas į formą skirtingose vietose arba toje pačioje vietoje.
Ultragarsinis suvirinimas. Tai yra paveikiama jungiant termoplastiką ir suderinamus metalus;
Suvirinimas lazeriu. Paprastai tai naudojama sujungiant mikrokomponentus, kai 3D geometrijos negalima sujungti performuojant. Lazerinis suvirinimas taip pat gali būti naudojamas valant ir išardant medžiagas, tokias kaip laidai, greitai ir jų nenutraukiant;
Staking. Tai yra labai pigus būdas surinkti polimerą ir metalą, naudojant vienos medžiagos sulankstymą į kitą;
Tirpiklių sujungimas yra žinomas kaip pigesnis ir greitesnis būdas prijungti labai mažus komponentus. Paprastai tai yra įvairių medžiagų ir tirpiklių sujungimas, naudojant mikro ir nano pipetes. Šie du komponentai turi būti sujungti, ypač jei šis derinys bus naudojamas kaip implantas.
A
Mikro komponentų pakavimas yra toks pat svarbus kaip ir mikro surinkimas. Kiekviena mikrodalelė turi būti saugiai pristatyta klientui. Siunčiant mažas, aštrias ar trinties ir vibracijos jautrias dalis, pakavimas gali būti labai sunkus procesas, jis turi būti gerai apgalvotas. Mikropakuotėms reikia komponentų atskirai supakuoti į specialias pakuotes ar padėklus. Tvarkant švarių patalpų reikalavimus arba užtikrinant ISO 13485 kokybės užtikrinimą, taip pat labai svarbu užtikrinti tinkamą mašinų temperatūrą ir oro srautą aplink ją. Paprastai būtina turėti ventiliatorius, generuojančius filtruotus oro srautus, kad būtų išvengta oro užteršimo ir dulkių prisitvirtinimo prie išlietų dalių, kol jos nebus supakuotos.
Turinys:
Kas yra plastikinis mikroliejimas ir jo savybės?
Ar mikro įpurškimas gali pakeisti įprastą liejimą?
Kaip plačiai µIM naudojamas įvairiose pramonės šakose?
H Svoris kiek galėtų plonasienės liejimo eiti?
Kokios medžiagos yra geriausios mikroformavimui?
Kokia yra mikro liejimo technologijos ateitis?
Mikroformavimo iššūkiai: mikro surinkimas ir pakavimas
Naršykite mūsų paslaugas:
A
