精密注塑件（jiàn）成型的概念 精密注塑（sù）件是指加工（gōng）成型的注塑件製品的（de）尺寸重複精度很高，以致使用通用注塑件機、常規的注塑件成型工藝難以達到要求的一種注塑件成型方法。“精密注（zhù）塑（sù）件成型”這一概念，主要是區別於“常（cháng）規（guī）注塑件成型”，它是基於高分子材料的迅速發展, 在儀表、電（diàn）子領域（yù）裏采用精（jīng）密塑料（liào）部件取（qǔ）代高精度的金屬零件的技術。目前針對精密注塑產品的界定指標（biāo）有（yǒu）2 個，一是製品尺寸重複（fù）精度, 二是製品（pǐn）質量的（de）重複精度。本（běn）文主要從製品尺寸重複精度方（fāng）麵闡述精密注塑件成型。但由於各種材料本身的性（xìng）質和加（jiā）工工藝不（bú）同，不能把塑料製件的精（jīng）度與金屬零件的精度等（děng）同（tóng）起來。 精密（mì）注塑件成型是一（yī）門涉及原材料性能（néng）、配（pèi）方、成型工藝及設備等（děng）多方麵的綜合技術，精（jīng）密塑料製品包（bāo）括DVD數碼（mǎ）光盤（pán）、DVD激光頭（tóu）、數碼相機零件、電腦接（jiē）插（chā）件、導光板、非球麵透鏡等精密產品，這類產品的顯著特點是不（bú）但尺寸精度要（yào）求高，而且（qiě）對（duì）製品的內在質量和（hé）成品率要求也極高。成型製品的（de）注塑（sù）件模具是決定該製品能 否達到（dào）設計要求的（de）尺寸公差的重要條件，而精（jīng）密注塑（sù）件機是保證製品始終在所要求的尺寸公差範圍內（nèi）成型，及保證極（jí）高成品率的關鍵設備。塑料製品最高的精度等級是三級。 1.1 精密注（zhù）射的（de）特點（diǎn） (1)製件的尺寸精度高、公差小，即有高精度的尺寸界限;(2)製品重量重複精度高，要求有日、月、年的（de）尺寸穩定性;(3)注塑件模具的材料好、剛（gāng）性足，型腔的尺寸精度、光潔度以及模板間的定位精度高;(4)采用（yòng）精密注射（shè）機更換常規（guī）注射（shè）機;(5)采用精密注塑（sù）件成型工藝;(6)選（xuǎn）擇適應精密注塑（sù）件（jiàn）成（chéng）型的材料。 評定（dìng）製品最重要（yào）的技術指標，就是注塑件（jiàn）製品的精度( 尺寸公差、形位公差和製品表麵的光潔度) 。我國使用的標準是SJ1372―78，與日本塑料（liào）製品的精度和注塑件模具精度等級很接近（jìn）。欲（yù）注塑件出精密的塑料製品，需從材料選（xuǎn）擇、注塑件模具設（shè）計、注塑件成型工藝、操作者的技（jì）術水平等4大因素進行嚴格控製。 精密注塑件機要求製品尺寸（cùn）精度一（yī）般在0.01～0.001mm以內，許多精密注塑件還要求（qiú）注塑件機具有高的（de）注射（shè）壓力、高的注射速度;要求合模係統具有足夠大的剛性和足夠高的鎖模精度，所謂鎖（suǒ）模精度是指合模力的均勻（yún）性、可調、穩定和重複性高，開合（hé）模位置精度高;要求對壓（yā）力（lì）、流量、溫度、計量等都能精確控（kòng）製到相應的精度，采用多級或無級注（zhù）射，保證成型工藝再現條件和製品尺寸（cùn）的重複精（jīng）度等。 1.2 影響製品尺寸精度的因素 (1)注塑件模具精度;(2)成（chéng）型收縮率;(3)製品使（shǐ）用（yòng）環境的溫度、濕度以及波動的幅（fú）度。 2 注塑件精密成型材（cái）料的（de）選擇原則 機械強度高、尺寸穩定性好、抗蠕變（biàn）性能好、環境適應範（fàn）圍廣。常用的（de）有四種材（cái）料： (1)POM及碳纖維增強( CF) 或玻璃增強(GF);這種材料的特點是耐蠕變性能好，耐疲勞、耐（nài）候性、介（jiè）電性能好（hǎo），難燃，加入潤滑劑易脫模。 (2)PA及玻纖增強PA66，其特點：抗（kàng）衝（chōng）擊能力及耐磨性能強，流（liú）動性（xìng）能好，可成型0.4mm壁厚的製品。玻纖增強PA66具（jù）有耐熱性(熔點250℃)，其缺點是具（jù）有吸濕（shī）性，一般成型（xíng）後都要通過調濕處理（lǐ）。 (3)PBT增強聚酯，成（chéng）型時（shí）間短。成型時間比較如下：PBT≤POM≈PA66≤PA6。 (4)PC及GFPC特點：良好的耐磨性，增強後剛性提高，尺寸穩（wěn）定性好，耐候性、難燃及成型加工性好。 3 精密注（zhù）塑件成型中的收縮問題 影響收縮的因素（sù）有四種：熱收縮、相變收縮、取向（xiàng）收縮以及壓縮收（shōu）縮。 3.1 熱收（shōu）縮（suō）是成（chéng）型材料與注塑（sù）件模具材料所（suǒ）固有的熱物理（lǐ）特性。注塑件模具（jù）溫度高，製品的溫度也高，實際收縮率會增加（jiā），因此精密注射的注塑（sù）件模具溫度不宜過高。 3.2 相變收縮由於結晶型樹脂在定向過程中，伴隨高分子的（de）結晶化，由於比容減少而引起的收（shōu）縮，即叫相變收縮。注（zhù）塑件模具溫度高，結晶度高，收（shōu）縮率大;但另一方麵，結晶度提（tí）高會使製品密度增加，線膨脹係數減小，收（shōu）縮率降低。因此實際收縮率（lǜ）由兩者綜合作用而定。 3.3 取向收縮，由於（yú）分子鏈在流動（dòng）方向上的（de）強行拉伸，使在冷卻時的（de）大分子有重新卷曲恢複的趨勢，在取向方向將產生收縮。分子（zǐ）取向程度與注射壓力、注射速度（dù）、樹脂溫（wēn）度及（jí）注塑件模具溫度等有關。但主要的是注射速度。 3.4 壓縮收縮與彈性複位，一般塑料都具有壓縮性。即在高壓下比容發生顯著變化。在一般溫度下，提高壓力成型製品比容會減小，密度會（huì）增加，膨脹係（xì）數減小，收縮率會顯著下降。對（duì）應（yīng）於壓縮性，成型材料具有彈性複位作用，使製品收縮減小。影（yǐng）響製品成型收縮的因素與成型條件和（hé）操作條件有關。 4 精密注塑件注（zhù）塑件模具 4.1 注塑件模具精度，主要取決於（yú）注塑（sù）件模（mó）具型腔尺寸精度高，型（xíng）腔定位準確或分型（xíng）麵精度是否滿足要求。一般精密注塑件注塑件模具的尺寸公差，應控製在製品尺寸公差的1/3以下。 4.2 可加工性與剛性，在注塑件模具結構（gòu）設計中，型腔數不宜過多，而底板、支承板、型腔壁都要厚一些，以（yǐ）避免零件（jiàn）在高（gāo）溫、高壓作用下（xià）發生劇（jù）烈彈性形（xíng）變。 4.3 製品脫（tuō）模性，注塑件模具要盡量采取少的型腔數、少而短（duǎn）的流道以及比普通注（zhù）塑件模具有更高的光潔度（dù），這（zhè）樣有利於脫模。 4.4 精密注塑件模具的材（cái）料，選擇機械強度高的合金鋼。製作型腔、澆道的材（cái）料要經過嚴格的熱（rè）處理（lǐ），選用硬度高(成型零件要達到HRC52左右) 、耐磨性（xìng）好、抗（kàng）腐蝕性強（qiáng）的材料。 5 精密注射機的（de）特點與選用 5.1 技術參數（shù）方麵的特點（diǎn） 從注射壓力方麵劃分，普通機（jī）：147 ～177MPa;精密機：216 ～243MPa;超高壓機（jī）：243～392 MPa。精密注塑件（jiàn）機必須高（gāo）壓的理由是： (1) 提高精密製品（pǐn）的精（jīng）度（dù）和質量，注射壓力對製品成型收縮率有（yǒu）最明顯的影響。當注射壓力達到392MPa時，製品成型收縮率幾乎為零（líng）。而這時（shí）製品的精度隻受注塑件模具控製或環境的影響。實驗證明：注射壓（yā）力從98MPa提高到（dào）392MPa後，機械強度提高3%～33%。 (2) 可減小精密製品的壁厚、提高成型長度。以PC為例，普通機注射壓力177MPa，可成型0.2～0.8mm壁（bì）厚的製品，而精密機注射壓力在392MPa時可成型厚度在0.15～0.6mm 之間的（de）製品。超高壓注射機可獲得流（liú）長比（bǐ）更大的製品。 (3) 提高注射壓力可充分發渾注射速率的功效。欲達到額定（dìng）注射速率，隻有兩個辦法：一是（shì）提高（gāo）係統最高注（zhù）射壓力（lì）;二是改造螺（luó）杆參數，提高長徑比。精密注射機（jī）的注射速率要（yào）求高（gāo）。以德國製造的DEMAG精（jīng）密注塑件機(60～420噸)為（wéi）例，它的注射速度能達到1000mm/s，螺杆能獲得12m/s2的加速度。 5.2 精密（mì）注射機在（zài）控製方麵的特點 (1) 對注塑件成型參數的重複精度(再（zài）現性)要求高，宜采用多級注（zhù）射反饋控製：a.多級位置控（kòng）製;b.多級（jí）速度控製;c.多級保壓控製（zhì）;d.多級背壓控製;e.多級螺杆轉速控製。位移傳感器的精度要求達到（dào）0.1mm，這樣可以嚴格控製（zhì）計量行程（chéng）、注射行程以及餘料墊的厚度(射出監控點)，保證每（měi）次注射量準確，提高製品成型精度。料筒及噴嘴溫度控製要（yào）精確，升溫時超調量要小，溫度的波動要小。精密注塑件應采用PID控製，使（shǐ）溫度精確度（dù）在±0.5℃之間為宜。 (2) 塑化質量要求，塑料（liào）塑化的均勻性（xìng）不僅影響到注（zhù）塑件件的成型（xíng）質量，還會影響到熔（róng）融塑料通過澆口時所受阻（zǔ）力的大小（xiǎo），為了（le）得到均勻的塑化，設計專用的螺杆和使用專用的增塑技術必不可少。另外，機筒的溫度也應精確（què）控製，現在螺杆、機筒溫度多采用PID控製（zhì）(比例、微分、積分)，精度（dù）可控製在±l℃內（nèi），基本可滿足精（jīng）密注塑件（jiàn）的要求，如果采用（yòng）FUZZY控製（zhì）方法，就更適合於精密注塑件了。 (3) 工作油的溫度控（kòng）製要高（gāo）油溫的變化導致注射壓力的波動，必須對工作油（yóu）采用加熱、冷卻（què）的（de）閉環裝（zhuāng）置（zhì），把油溫（wēn）穩定在50～55℃為宜。 (4) 保壓壓力的影響（xiǎng），保壓對精度塑件的影響極大，準確地說，保壓能較好地補縮，減小塑件變形，控製塑件精度，保壓壓力的穩定決定了塑件的成型精度，螺杆的終止位（wèi）置不變（biàn）是決定保壓（yā）效果的決定因素。 (5) 對注塑件模具溫度（dù）控製要求若冷卻時間相同，注塑件模具型腔溫度低的製品厚度要比溫度高的製品厚度尺（chǐ）寸大。如POM、PA類材料，模溫50℃時（shí）厚度為50～100μm的製品，在80℃時厚度減（jiǎn）小到20～40μm，100℃時減小到隻有10μm。室溫也對精密製品尺寸公差有影響。 5.3 精密注塑件機（jī）的（de）液壓係統（tǒng） (1) 油路係統需要采用比例壓力閥、比（bǐ）例流量閥或伺服變量（liàng）泵的比例係統。(2) 在直壓式合模機構中（zhōng），把合（hé）模部分油路和注射部分油（yóu）路分開（kāi）。(3) 由於精密注塑件機具有高速（sù）性，為此必須強調（diào）液（yè）壓係統的反應速度。(4) 精密注（zhù）塑件機的液壓係統，更要充分體現機― 電― 液― 儀一體化工程。 5.4 精密（mì）注塑件機的結構（gòu）特點 (1) 由於精密注射機注射壓力（lì）高（gāo），這就要強調合模（mó）係統的剛度。動、定模板的平行度控（kòng）製在0.05～0.08mm 的（de）範圍（wéi）內。 (2) 要（yào）求（qiú）對低壓注塑件模具的保護及（jí）合模力大小精度的控製。因為合模力的大小要影（yǐng）響注塑件模具變形的程度，最終要影響到製件的尺寸公差。 (3) 啟、閉模速度（dù）要快，一般在60mm/s左右。 (4) 塑化部（bù）件: 螺杆、螺杆頭、止逆環、料筒等, 要設計成塑化能力強、均化程度好、注射效率高（gāo）的結構形式;螺杆驅動扭矩要大，並能無級變速。 結論：無論（lùn）何種精密注塑件機, 最終（zhōng）都必須能（néng）夠穩定地控製（zhì）製品尺寸重複精度和質量重複精度（dù）。 6 精密注射機的（de）主要代表型號 精密注塑件成型機的研製方麵代表當今世界先進水平（píng）的生產注塑件加工商主要有德國（guó）的克勞斯瑪（mǎ）菲、德瑪格、雅寶（bǎo）、阿博格以及日本的日精、日鋼、東芝（zhī）機械和住友（yǒu）重機等注塑件加工廠。德國阿博格公司推出的精密注射（shè）機合模（mó）機構采取（qǔ）了箱式設計（jì），以此來提高（gāo）鎖模（mó）精度。由於三板式注射（shè）機前 板與（yǔ）後板均固定於機架上，當鎖模力（lì）施加時，四拉杆的伸長受到機架的（de）約（yuē）束，從而使拉杆趨向“拱橋（qiáo）形”而影響鎖模精度，箱式樣設計的（de）結果從限（xiàn）製不良變形的角度提（tí）高鎖模精度。注射油缸采用雙向（xiàng）壓力（lì）伺服控製，精（jīng）確定位螺杆位置，使注射量控製精度提高一倍;采用變頻器優化（huà）控製主泵馬達，不僅使液（yè）壓係統控（kòng）製精度提高，而且節能效果顯著;此外，采用模塊化設計，注塑件成型機各（gè）運動係統可根據用戶實（shí）際需要，采（cǎi）取液壓與電動兩者的組合，鎖模係統和注射係統（tǒng）空間相對位置也可以有多種配（pèi）置。 日精公（gōng）司采用了新的控製係統TACT，提高響應（yīng）速度、操作穩定性、液晶（jīng）屏顯示的多語言控製界麵;新的注射機構：螺杆長徑比加大增強 塑化（huà）效果，五段溫（wēn）區優化塑化溫度控製，並（bìng）對油壓回路進行了優化（huà）;油路壓力損失降低、鎖模（mó）效（xiào）率提高（gāo）、低速運動平穩性提高，開發出新的（de）油壓式FN係列精密注塑件成（chéng）型（xíng）機，還開發（fā）成功了油（yóu）壓式小型精密注塑件成型機NP7RealMini、AU3E、AS15 等機型。該精密注塑（sù）件成型機主要的加工材料為液晶聚合物(LCP)、聚酰胺（àn）(PA)、聚（jù）苯（běn）硫醚(PPS)等工程塑料。 日精NEX150 精密注射機綜合了Ultimate微型注塑件技術，可用於大批量（liàng）注塑件成型加工微小的精密塑料部（bù）件，配置有優化設計的精確計量和快速回應注射（shè）係統, 高（gāo）精密和高剛性的合模機構, 可加工0.1～0.3g重的精密微型塑料部件，用（yòng）途包括（kuò）數碼相機、手機、硬盤、精（jīng）細針（zhēn）孔連接器等等。日本製（zhì）鋼所也開發出J-ELII-UPS超高速精密（mì）注塑件成（chéng）型機。在標準保壓條件（jiàn）下, 製（zhì）品重量的變動幅度為0.022 克, 采用新的保壓控製方式後，製品重量變動幅度可減（jiǎn）小到0.006 克。