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微型部件的制造一直是屬于注塑件成型技術(shù)的應用范疇，然而，一種“神奇”的熱成型加工技術(shù)卻能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的微型部件。在第16屆SPE熱成型技術(shù)年會(huì )上，人們討論了微熱成型工藝，提出了該工藝在微電子機械市場(chǎng)領(lǐng)域中的巨大應用潛力。人們同時(shí)討論的技術(shù)還包括：“類(lèi)鉻效果”的TPO部件、可降低成型周期的“四運動(dòng)工位活塞”，以及可快速更換注塑件模具的PD500 Mega 氣缸。 微熱成型技術(shù) 德國Forschungszentrum Karlsruhe公司的微結構技術(shù)研究院是一家大型的、以政府基金為基礎的研究機構。該機構的研究人員開(kāi)發(fā)了實(shí)驗室規模的熱成型工藝，據說(shuō)該工藝可成型尺寸在0.1～1000nm之間（1000nm＝1μm）的微型部件，首次達到了工業(yè)標準的微成型要求。開(kāi)發(fā)該工藝的目的是為了滿(mǎn)足生命科學(xué)領(lǐng)域對微型部件的需求，如用于藥學(xué)研究的生化試劑的合成與分析用一次性L(fǎng)OC微射流裝置。 作為一種微觀(guān)改進(jìn)的技術(shù)，這種新的熱成型系統包括3個(gè)部分：帶有微型型腔的平板注塑件模具，一臺用于產(chǎn)生真空和氣壓的帶孔壓板，以及注塑件模具與壓板之間的密封設施。其工藝過(guò)程是：將注塑件模具安裝到一臺實(shí)驗室用的壓機上，然后將一片塑料薄膜（20～50μm）嵌入注塑件模具中。壓機閉合后，盡管在注塑件模具與壓板之間的薄膜沒(méi)有被壓緊，但是仍然獲得了一定的真空度。隨著(zhù)注塑件模具的完全閉合，薄膜被壓緊，同時(shí)也被加熱，當薄膜達到熱變型溫度以后，就會(huì )在大約50bar的氣壓作用下流入注塑件模具型腔中，這時(shí)注塑件模具已經(jīng)冷卻到20℃，低于材料的熱變型溫度。隨著(zhù)氣壓的下降，注塑件模具打開(kāi)，微型部件即被成型出來(lái)。 用類(lèi)似鉻的裝飾膜裝飾的由3部分組成的TPO熱成型保險杠首先被應用于卡車(chē)上據介紹，該工藝中使用的注塑件模具可以通過(guò)機加工、EDM、光刻、電鍍、濕法或干法蝕刻、激光等技術(shù)進(jìn)行加工。金屬、陶瓷、玻璃和硅碳化合物可用作注塑件模具材料。該工藝可使用50μm厚的聚苯乙烯、聚碳酸酯或者環(huán)狀烯烴共聚物薄膜。 優(yōu)于注塑件成型 微熱成型技術(shù)的第一個(gè)應用是10mm×10mm的生物培養芯片，在每一個(gè)芯片上有675個(gè)凹坑。以前這種芯片是采用微注塑件成型技術(shù)生產(chǎn)的，在成型后還需要由人工去掉料把?，F在采用微熱成型技術(shù)則能夠制造出幾μm厚的部件，且表面光滑，這一點(diǎn)是其他方法難于實(shí)現的。 熱成型技術(shù)被應用于微型部件的制造領(lǐng)域中。圖為由德國研究機構開(kāi)發(fā)出的新型工藝生產(chǎn)的細胞培養片，上面布滿(mǎn)了微型凹穴目前微熱成型技術(shù)的局限性在于，需要由人工進(jìn)行操作，從而使成型周期相對較長(cháng)，一般需要10min，因此，目前該技術(shù)的發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化的壓力系統和成型系統，以及先進(jìn)的加熱系統，通過(guò)保持模溫，以取代對薄膜的預熱過(guò)程，從而降低成型周期，提高產(chǎn)率。 據說(shuō)，目前該微熱成型技術(shù)的研究機構準備將其專(zhuān)利技術(shù)許可頒發(fā)給歐洲和美國的熱成型加工商，醫藥包裝行業(yè)將成為該技術(shù)應用的首個(gè)領(lǐng)域。 類(lèi)鉻效果的TPO部件 在零部件產(chǎn)品的年競爭比賽中，汽車(chē)類(lèi)產(chǎn)品中的最高獎項被授予了一個(gè)卡車(chē)保險杠部件。該保險杠部件由3部分組成，其兩個(gè)末端的TPO蓋具有類(lèi)似于鉻的表面效果，據說(shuō)這是通過(guò)所謂的厚片材成型技術(shù)（Thick Sheet Forming）加工而成的，即將裝飾薄膜層壓在片材上以成型出該部件。 來(lái)自于Tooling Technology的PD500 Mega氣缸可承受25000lb的壓力，它能夠快速更換注塑件模具，時(shí)間從1h減少到10 minHendrickson 國際公司是一家卡車(chē)保險杠的制造商，該公司將類(lèi)鉻薄膜粘在0.187in（1in=25.4mm）厚的TPO片材上。Thermoformer Profile Plastics公司使用低壓技術(shù)生產(chǎn)出的具有A級表面的部件達到了鉻鋼的效果。據說(shuō)選擇TPO是因為其在－40℃時(shí)仍表現出良好的柔性和抗沖擊性能。 工具信息 Marbach開(kāi)發(fā)出了一種所謂“四運動(dòng)工位活塞”（four-motion plug）用于方形PP容器的加工，據說(shuō)它能夠將成型周期降低10％。其凸輪驅動(dòng)的“手指”可將材料延展到各個(gè)角落，因此能夠用更薄的片材進(jìn)行更快速的成型。這種由規則泡沫制成的活塞能夠使部件重量減輕達20％以上，可用于PP肉盤(pán)或者黃油桶的生產(chǎn)。該技術(shù)在歐洲及澳大利亞的第一個(gè)用戶(hù)是Huhtamaki公司。 對于大規格產(chǎn)品的成型制造商來(lái)說(shuō)，一種來(lái)自Technology LLC公司的PD500 Mega 氣缸能夠迅速定位并鎖定注塑件模具，可承受25000lb的壓力。其高強度的鋼把手能夠耐受高剪切負荷，并快速更換或定位注塑件模具，據說(shuō)它能夠將更換時(shí)間從1h減少到10min。