随着产品的微小型化进程不断加速,微制造技术、精密制造技术以其产品能够得到高精度、良好的表面质量及较低的材料废除率而受到各行各业的青睐。微塑性成型技术以其成型效率高、成型精度好且其制品具有的小型化、零损耗等特点而成为现今发展迅速微成型技术。
微模具是微热塑性成型的基础,目前,广泛应用的微模具加工技术有微细电火花加工技术、LIGA技术、微细电化学加工技术、微铣削加工等。其中,微细电火花加工技术以其材料去除率高,加工精度好,不受材料硬度、强度及耐热性的限制,且能够成型大深径比和任意三维微小结构的特点而成为加工高硬度、难去除导电材料的有效手段。利用截面简单的工具电极,通过逐层铣削的方法,可以成型精确复杂的微型模具。
塑料作为一种重要的工业原料已被广泛的应用到工业生产中,然而,塑料在成型过程中存在不可避免的收缩,进而,热塑成型过程中制品表面在复制模具型腔表面同时又不会完全等同模具型腔的表面形貌,因此,这两者表面之间的对应关系值得探究。同时,由于微细电火花加工中刀具损耗也不可避免,因而,采用微细电火花加工技术在既考虑收缩补偿又考虑到刀具损耗补偿情况下成型微模具是一个非常有意义的研究课题。
基于以上提出的两个值得探究的问题,本文对热压成型及微模具成型进行了系统研究。首先,在实验基础上获得了精确的刀具损耗补偿值及优化的热压成型参数,然后提出了评价热压制品及模具型腔表面关系的评价参数(Ra,Rv,Rp),并分析了两者之间的量化关系,得到Raproduct=(0.6～0.8) Ra cavity; Rvproduct=(0.6～0.8) Rp cavity,且对此关系进行了实验验证。最后,建立了基于塑料收缩补偿成型微塑模具的模型,同时通过前期的大量实验获得了聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)在优化的工艺参数下的收缩率,并基于收缩补偿模型的基础上对微模具进行加工成型及制品的反求验证,成型结果显示,在数百微米尺寸内,模具型腔的加工误差及制品的成型误差均可控制在1%以内。
暂无评论