[发明专利]气体辅助表面微球结构注射成型方法及模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种注塑成型中表面球形微结构的成型方法，是针对于表面微结构而设计的一种注射成型方法及模具。同时，利用此结构，也可以为脱模提供较好的方法。

背景技术

微系统技术的应用已从微电子元件、微型光学仪器、微型医疗仪器、微型传感器扩展到磁盘读写装置、喷墨打印等。微注射成型作为一种微成型工艺，具有制品材料、几何形状和尺寸适应性好、成本低、效率高，以及可连续化、自动化生产等一系列优点。

微结构的填充是微注塑成型的关键问题，对于大量微结构是否能够均匀填充对于制件是非常重要的。因此，本发明针对这种情况，提供了一种新型微结构成型方法及模具结构。同时，提供了表面微结构成型方法的模具。该套模具使用气体辅助装置来成型微结构。

发明内容

本发明是提供了一种通过圆柱形结构来获得表面微球形结构的注射成型方法及模具。同时，利用模具中的气体辅助装置来进行脱模，可以减少对成型制品微结构的损伤。

气体辅助表面微球结构注射成型模具，包括注射模具主体部分和气体辅助装置两部分；注射模具主体部分包括定位环、浇口套、定模固定板、定模板、定模嵌块、动模嵌块、动模板、动模支撑板、支撑块、动模底板，定模嵌块和动模嵌块共同形成型腔和分流道，其特征在于：

动模嵌块上有加工好的圆柱形通孔结构；

气体辅助装置气体包括气体传输部分和气体控制部分；气体控制部分包括为供气装置和压力控制装置，其设置在模具外部；传输部分为从下至上依次为进气管、透气钢；透气钢与圆柱形通孔结构相邻。

应用所述模具的气体辅助表面微球结构注射成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、熔融：塑料在注射机料筒中加热熔融；

B、合模：模具合模后，动、定模中的嵌件形成闭合的型腔；

C、通气并注射：将熔融的塑料经过注射机喷嘴注射到模具型腔中，在物料注入型腔的同时，供气装置对动模嵌块上的圆柱孔通气，并通过压力控制装置对气体压力进行控制，使注射压力和供气装置产生的气体压力之差在0-50MPa，其压差能保证物料能进入到整个型腔中；

D、保压冷却：使物料在保压压力和供气装置产生的气体压力的作用下进一步填充型腔；在此期间保压压力为一定值，其与供气装置产生的气体压力压差大小为0-1MPa，从而使物料在表面张力的作用下利用圆柱孔来成型微球结构，保压时间的大小根据产品尺寸的大小以及成型物料的特性来具体设定；

E、脱模：在保压结束后，动模后退，模具打开，通过控制供气装置产生的气体压力来顶出产品。

本发明特征在于成型球形微结构时，不在模具表面做成球形微结构，而是在模具上做成柱形通孔，在柱形通孔处通入与注射压力反向的气体。根据具体情况来调整注射压力与气体压力之差，使物料能较容易的填满整个型腔，但是又不会填充微圆柱孔，在保压阶段，使保压压力与供气装置产生的压差为0-1MPa，根据液体的表面张力原理利用微圆柱孔来生成球形微结构，保压时间根据产品尺寸大小以及物料的特性来决定，一般为10-150s之间。

在步骤E中，脱模不使用常规的顶杆或者托板，而使气体通过透气钢板，从而利用气体来进行脱模，省去了顶板以及顶板固定板等装置，并且通过气体脱模可以除去推杆等脱模方式对塑件上微结构的损伤。

附图说明

图1为模具结构整体示意图；

图2为动模嵌件上通孔圆柱放大示意图，其中，(a)为主视图，(b)为俯视图；

图3为制品形状及表面微结构示意图，其中，(a)为主视图，(b)为俯视图；

图4为气体辅助装置工作示意图；

具体实施方式：

以下是本发明的具体实施方式并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述。

气体辅助表面微球结构注射成型模具，包括注射模具主体部分和气体辅助装置两部分；注射模具主体部分包括定位环1、浇口套2、定模固定板3、定模板4、定模嵌块5、动模嵌块6、动模板7、动模支撑板8、支撑块9、动模底板10，定模嵌块5和动模嵌块6共同形成型腔15和分流道16。动模嵌件上有加工好的圆柱形通孔结构14。其特征在于：气体辅助装置气体包括气体传输部分和气体控制部分；气体控制部分包括为供气装置和压力控制装置，其设置在模具外部；传输部分11为从下至上依次为进气管12、透气钢13。

应用所述模具的气体辅助表面微球结构注射成型方法，包括以下步骤：

A、熔融：物料在注射机料筒中加热熔融；