3D

May 18, 2023

Связанные поставщики

В сфере микролитья под давлением объемы производства увеличиваются по мере продвижения во времени и теперь часто исчисляются миллионами. Ученые из Kunststoff-Zentrum (Центра пластмасс) в Лейпциге/Германия (KUZ) совместно с компанией Hasco разработали технологию экономичного производства на обычных машинах для литья под давлением.

Спрос на микрокомпоненты, отлитые под давлением, размером в несколько кубических миллиметров и массой всего в несколько миллиграммов, постоянно растет, особенно в медицине, автомобильной промышленности и бытовой электронике. Здесь количество единиц в трехзначном диапазоне миллионов уже не является редкостью. В принципе, эти требования могут быть удовлетворены двумя способами. Помимо наличия большого количества специализированных машин для микролитья под давлением со сравнительно небольшим количеством полостей, соответственно большие объемы могут быть достигнуты за счет использования форм с большим количеством полостей на стандартных машинах для литья под давлением, хотя это требует определенного объема дополнительной работы. Хотя это обеспечивает более высокую надежность процесса и меньшую вероятность отказа, это значительно дороже с точки зрения инвестиций и занимаемого пространства. Таким образом, второй вариант предлагает значительные экономические преимущества, но несет с собой и другие проблемы, связанные с процессом.

Специалисты Kunststoff-Zentrum в Лейпциге (KUZ) занимаются микролитьем под давлением с конца 1990-х годов [1]. Доктор Габор Юттнер, руководитель группы по технологии микропластика, дает представление о технологическом принципе: «Одним из первых проектов была разработка нашей машины для микролитья под давлением Formica Plast с двухступенчатым поршневым узлом впрыска». В этом процессе гранулы сначала расплавляются в цилиндре предварительной пластификации и транспортируются поршнем предварительной пластификации в инжекторный цилиндр. Отсюда микропоршень диаметром несколько миллиметров с сервоэлектрическим приводом подает в полость соответственно небольшое количество расплава с высокой точностью. Однако, поскольку эта технология предназначена для щадящей и точной обработки очень малых объемов расплава (ок. От 4 до 400 мм3 масштабирование быстро достигает своих пределов.

«Когда около трех-четырех лет назад стало очевидно, что производственный цикл в несколько сотен тысяч штук уже недостаточен для растущего числа применений, мы решили заняться задачей прецизионного изготовления микроформованных деталей с высокой точностью. — пояснил Штеффен Якоб, руководитель проекта КУЗ.

В рамках финансируемого государством проекта Scale-Mi [2] вышеупомянутая технология сервоэлектрических микропоршней была расширена за последние два года для размещения большего количества полостей. При таком подходе расплав подается из узла пластификации обычной шнековой термопластавтомата в горячеканальный коллектор, где он разделяется, например, на четыре модуля впрыска. В каждом из этих модулей микропоршневой инжектор активно впрыскивает расплав в область формы, каждая из которых имеет, например, четыре полости. Таким образом, в этом примере может быть достигнуто производство с 16 гнездами. Таким образом, преимущества шнеково-поршневой пластификации для обеспечения количества расплава для больших объемов сочетаются с преимуществами динамики впрыска и точности небольших поршневых инжекторов.

Поскольку каждый из модулей впрыска в определенных пределах можно индивидуально контролировать или регулировать с точки зрения объема впрыска, скорости впрыска и т. д., можно также изготавливать различные формованные детали. Таким образом, реализация семейных форм возможна без обычных недостатков.

Однако такое сочетание специальной микропоршневой технологии с горячими литниками представляет собой серьезную проблему для производства литников, несущих расплав.

Здесь Streamrunner, изготовленный с использованием аддитивных технологий, не только обеспечивает значительную экономию пространства, но также, благодаря его оптимизированной геометрии, можно сохранять как можно меньшее количество удерживаемого в резерве расплава, сводя к минимуму время пребывания расплава.