1、“.....填充过程是不完整的因为不充足的材料腔注射进型腔如图所示。不完全填充也许会引起机械注入压力不足造成高熔体的阻力和受限制的路径或者过早的聚合物熔体凝固。聚合物熔体进入型腔后,在微模具型腔中的聚合物熔体的温度会迅速降低,因为在第次模具实验中得到的高表面体积比会引起短射现象。聚碳酸酯的玻璃化转变温度大约是,融化温度是。使用加热器保持模具型腔温度低于玻璃化转变温度可以解决凝固问题。然而,这样将会增加循环时间并且会降低效率。还有研究些其他的因素包括填充时间和垫板厚度。图表明填充时间和深开比之间的仿真结果。正如预期的,较短的填充时间意味着较大的注射压力和较快的注射速度,这将会产生有较大深开比的微小结构。另个可能的修改是改变垫板的厚度。通过模拟计算的结果,如果垫板的厚度很小,大的注射压力需要推聚合物熔体。这个修改任然不能进行完美的复制......”。
2、“.....图表明当填充时间保持在秒时模具温度和深开比之间的仿真结果。可以看到,如果模具温度低或者只是比玻璃化转变温度高点,模具温度升高并不能显著的增大深开比。如图所示的仿真结果,当模具温度达到时聚合物熔体可以在秒内完全充满微型模具型腔。最理想的情况是,如果模具温度超过聚合物的玻璃化转变温度,用合适的注射压力和填充时间将不会产生凝固层并且聚合物熔体可以完全充满微型模具型腔,然而,因为聚合物熔体的粘度比较大,当它的温度只比玻璃化转变温度低时,所需的注射压力非常大或者填充时间很长。根据仿真结果,模具温度到比复制推荐的玻璃化转变温置注射压力兆帕共页第页预测的仿真结果相符合,聚合物熔体不能完全充满微型模具型腔。根据图,模具温度应该比完全复制高。然而,这个模型证明,使用加热带不能保持这么高的温度。因此,将来的工作之是用复杂的加热装置和模具设计来获得更好的模具温度优化成型结果。在另方面......”。
3、“.....个冷却系统可以降低有效的整体温度并且能减少冷却时间。另个问题是气泡塑造聚合物的结构。在传统的成型过程中,排气槽有利于排出充填型腔过程中模具中的空气。然而,这些槽接近微小结构的尺寸,所以这些槽将会填满来适应微成型过程且不能排出受困的空气。因此,通常建议微注射成型过程应该有排气系统。结论研究种复制聚合物微小结构的传统注射成型技术。根据仿真和实验结果,个有特定控制策略的传统注射成型过程可广泛应用于制造材料的微观组织。由于微型腔的大表面体积比,在聚合物熔体到达型腔入口后,它的温度迅速降低。如果模具温度比聚合物的转变温度低,边界凝固将会阻止熔体流入型腔中。这现象有助于字初步成型结果中的低深开比。两个修改已经被确定用来改进工艺。首先,必须保持模具温度比聚合物的转变温度高很多,这样来减少充填期的粘性。在这种情况下,将不会产生凝固层......”。
4、“.....其次,真空较好的用字微型模具型腔中避免排不出空气。此外,为了使性能最优,根据模具设计必须适当的控制参数,如注射速度注射压力保压冷却时间和熔体温度。鸣谢这项工作是由美国国家科学基金会奖金支持的,美国国防部高级研究计划局微电子机械系统授予。作者要感谢先生协助制造铝模具和先生操作注射机。度高。仿真结果共页第页还显示了,在接近边缘的区域改进铸造结果小于在其他区域。因为在较高的模具温度时粘度明显降低,聚合物熔体注入微型腔所需的压力明显减少。旦模具温度超过定限度,聚合物熔体可能会填满整个微型模具型腔的表面。随着温度变为最具决定性的因素,背压力问题变得不重要了。人们认为远离垫板中心的温度将会低于中心地区的温度。因此,仿真结果显示深开比变小。当模具温度比玻璃化转变温度低时,分析采用等温简化模型,这个模型假设聚合物熔体温度在填充阶段固定在模具温度。这个等温假设验证了非等温模型......”。
5、“.....因此,水流能量方程省略并且得到流动能力可以通过解两个非线性方程组而不是三个。实验研究结果及讨论图成型质量的仿真结果与不同填充时间的径向位置模具温度和秒填充时间的测量结果图成型质量的仿真结果与不同模具温度的径向位置填充时间秒共页第页和先前讨论过的样,在取得了良好的成型效果中温度控制单元被发现是最有效的。因此,个加热器能保证模具温度装在模具嵌件的背后来控制模具温度。图表明加热器设置在后模具实验的结果。可以看出,大的微小结构有平面而不是曲面,这意味着聚合物熔体可以深流入微型模具型腔中并且可以复制金字塔形状的腔体。在另方面,小的微小结构比先前有更好的复制结果。使用白光干涉仪测量复制微小结构的深开比,图和表明了这个结果。图和图比较表明总的趋势,在中心和边缘周围有更高的深开比,这是通过仿真结果预测超过到,由于在模具中的温度变化......”。
6、“.....验证了仿真结果表明的提高模具温度的影响。图成型结果的显微照片注射压力兆帕,模具温度图成型质量的测量结果与不同模具温度的径向本文中,使用数字求解器的仿真软件是根据种混合有限共页第页元有限差分法在领域模型中的速度和温度来求解压力的。因为这些近似值,模型不能预测在推进流前面或者模具边缘准确流场。这可能导致在微小尺度模具型腔附近预测出的流动性能。模具的设计和制造设备铝模具是专门的复制过程。如图所示,由型腔和核心部分组成的铝模具的示意图和照片。用个英寸的硅晶片微型机械微小结构作为模具嵌件。图表明硅元素的微型嵌件腐蚀出个深度为的腔。注射模具中安装个加热器是为了控制成型工艺过程中的温度。为了有更好的热导率和缩短冷却时间,我们使用种容易制造和改装的铝模具。此外,用适当的保温和冷却系统可以控制由热膨胀引起的空间变化问题,并且铝模具可以被用于更经济的器械复制过程......”。
7、“.....不同与以往文献中描述的过程,硅晶片作为模具嵌件被放置在模具型腔中。用硅晶片做模具嵌件的优点是周转时间短。此外,硅模具嵌件的磨损比个传统的镍器械小很多。但是硅模具嵌件比镍模具嵌件更容易碎裂。为了避免成型工艺过程中晶片碎裂,硅晶片边缘应该与型腔边界匹配。模具嵌件和型腔间的间隙能使聚合物熔图注射模具装置图微小结构中的硅嵌件共页第页体凝固,最后在开模过程中从型腔中顶起晶片并导致晶片碎裂。实验采用冷流道模具的传统单型腔注塑机阿伯格多面手如图所示。使用的模具材料是拜耳聚碳酸酯热塑性树脂。因其极佳的光学效果,化学和力学性能,聚碳酸酯可以使用在如医疗器械生化传感器和数据存储系统中。聚合物注入型腔的压力从在到兆帕。进给区的熔体温度保持在大约。由加热器控制模具温度,温度保持在低于。成型过程的循环时间是秒......”。
8、“.....那些考虑剪切力并且从接触面冷却的维平面元素是用来模拟表面的微小结构的。下列条件被认为是控制和研究注射成型过程的•填充时间注射压力为了通过零件产生均匀分子取向,建议在熔体表面维持个不变的速度。然而,只有先进的注射机才有能力实现这要求准确的速度分布。在中,填充时间和注射压力都可以用来控制成型步骤。•模具温度表面效应将会控制微小尺度的流动能力,并且熔体温度是确定流体性质如粘度比热容和热导率的关键。然而,高温也许会引起聚碳酸酯降解,所以在仿真中过程用个预先定义的最大允许熔体温度。图成型质量的仿真结果与不同腔体尺寸的径向位置模具温度,填充时间秒和型腔的测量结果图有限元模型共页第页•固定板厚度固定板是用来固定微小结构,固定板厚度将会影响聚合物熔体的平衡和成型结果的质量。出现暂停现象需要仔细考虑控制成型结果的质量,所以固定板的厚度比微型模具型腔大......”。
9、“.....本文中,模具结构的深度开比是用来描述成型过程的质量的。•径向位置这就需要通过垫板产生均匀的微小结构。本文中,径向位置远离垫板中心,它是聚合物熔体的输入点,它是用来研究注射成型过程的质量的。得到了几个仿真结果。打开微型腔和是用来研究注射成型过程。首先,种简单的情况是用来研究使用传统注射成型技术制作微小结构的可能性。在这种情况下不使用冷去或者加热系统,以便模具温度等于最初的环境温度。图表明这种情况的结果是填充时间是秒。可以看出,微小结构模具的深度开比很小且不均匀。在中心地区的聚合物微小结构有较大的深度开比,这是因为接近聚合物熔体入口的局部熔体温度和压力比其他地方高,并且促进聚合物熔体的填充。另方面,据间。图表明成型过程中典型的压力随时间变化和相应的流动速率与时间的关系。微观的成型过程中,注射压力模具温度和注射速度被认为是驱动参数。模具微小结构的深度开比用来测量成型结果的质量......”。
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