Kas laikoma mikro plastiko liejimu?

Detalės, kurių išlieta masė mažesnė nei maždaug 1 gramas, geometrijos elementai mažesni nei maždaug 100 mikronų arba nuokrypiai, matuojami vienaženkliais mikronais. Griežčiausia apibrėžtis apima kelių miligramų detales, pavyzdžiui, mikrokrumpliaračius, mikrosrauto elementus ir medicininius mikrokomponentus.

Kokius nuokrypius gali išlaikyti mikro liejimas?

Gerai suprojektuotos mikroformos su valdomais procesais nuolat išlaiko ±0,005–0,01 mm kritinėse matmenyse, o ±0,002–0,005 mm pasiekiama geriausiai kontroliuojamuose elementuose. Tokiame mastelyje plieno temperatūra ir matavimo metodas reiškia tiek pat, kiek ir mašina.

Kodėl įpurškimo svorio kontrolė mikro liejime sudėtinga?

Mikrodetalė gali sverti 10 mg, o mažiausia įprastos mašinos dozė yra keli gramai. Mikromašinose naudojami specialūs maži sraigtai arba stūmokliniai mazgai su kelių gramų dozės talpa, nes didelis sraigtas negali pakartotinai dozuoti kelių miligramų.

Kurias medžiagas galima mikrolieti?

Daugumą inžinerinių termoplastų, įskaitant POM, PC, PA, PEEK, LCP ir medicinines rūšis, taip pat COC ir PMMA optikai. Labai klampios medžiagos sunkiai įveikia mikrokanalus; LCP mėgstamas mikroelektrinėse detalėse būtent todėl, kad teka išskirtinai gerai.

Kiek kainuoja mikro plastiko liejimo formos?

Mikroformos paprastai kainuoja 8 000–30 000 € už formas su viena ertme nepaisant mažo detalės dydžio, nes kainą lemia tikslusis apdirbimas, vielinė elektroerozija ir metrologija. Detalė maža, tačiau formų gamybos valandos — ne.

Mikro plastiko liejimas: galimybės, projektavimo taisyklės ir pritaikymas

Mikro plastiko liejimas gamina detales, kurias galima pamesti ant piršto galo: krumpliaračius ryžių grūdo dydžio, medicininius dozavimo elementus, matuojamus mikronais, jungčių kontaktus su sienelėmis plonesnėmis už žmogaus plauką. Tai viena sparčiausiai augančių plastiko nišų, kurią skatina medicinos prietaisai, mikrosrautas, dėvimi gaminiai ir mikroelektronika. Tai ir viena mažiausiai atleidžiančių. Šiame vadove aprašoma, kas laikoma mikro, kas pasiekiama ir ko reikia sėkmei.

Kas laikoma mikrodetale?

Vartojamos trys persidengiančios apibrėžtys:

Mikrosvorio detalės: bendra išlieta masė mažesnė nei maždaug 1 g, rimtas mikrodarbas prasideda žemiau 100 mg
Mikroelementų detalės: elementai mažesni nei maždaug 100 µm (kontaktai, sienelės, skylės, kanalai), net jei pati detalė didesnė
Mikronuokrypių detalės: nuokrypiai žemesniame vienaženklėje mikronų srityje, nepriklausomai nuo dydžio

Detalė gali būti bet kuri iš jų arba visos trys. Pavyzdžiui, mikrosrauto lustas yra gramo skalės detalė su 50 µm kanalais: greičiau mikroelementų nei mikrosvorio detalė.

Kodėl mastelis keičia procesą?

Mikro mastelyje dominuoja trys efektai. Dozavimas: 20 mg sveriančios detalės negali dozuoti standartinis sraigtas, kurio mažiausia pakartotina dozė yra gramai, todėl mikromašinose naudojami mažo skersmens sraigtai arba dviejų pakopų sraigto ir stūmoklio mazgai su 1–5 g dozės talpa. Užšalimas: 100 µm elementas užšąla beveik akimirksniu, todėl užpildymas turi būti itin greitas, o formos temperatūra aukšta, dažnai 30–50 °C virš įprastų nuostatų, kartais su varioterminiu šildymu užpildymo fazėje. Paviršiaus plotas: įtekėjimo kanalas ir kanalų sistema mikrodetalei gali sverti dešimt kartų daugiau nei pačios detalės, ir būtent todėl tiek svarbi bekanalė arba mikrokanalų formų konstrukcija.

Kokie nuokrypiai yra realistiniai?

Standartiniai mikroelementai: ±0,01–0,02 mm patogiai pasiekiama
Kontroliuojami kritiniai matmenys: ±0,005–0,01 mm su geru plienu, temperatūros kontrole ir proceso drausme
Geriausio atvejo elementai: ±0,002–0,005 mm trumpuose matmenyse su premium formomis, varioterminiu valdymu ir 100 % matavimų grįžtamuoju ryšiu

Tokiuose lygiuose ribojantys veiksniai nustoja būti liejimo mašina ir tampa plieno šiluminis plėtimasis (maždaug 11 µm metro ilgio vienam °C), matavimo neapibrėžtumas ir medžiagų partijų skirtumai. Koordinatinės matavimo mašinos nusileidžia optiniams ir KT matavimams, ir tai viena iš priežasčių, kodėl mūsų kokybės ir nuokrypių puslapyje mikrodetalės laikomos ypatingu matavimo atveju.

Kokios projektavimo taisyklės galioja mikrodetalėms?

Sienelės storis: darbinis diapazonas 0,1–0,5 mm; žemiau 0,1 mm tik su itin tekančiomis medžiagomis ir trumpais tekėjimo keliais
Gylio ir pločio santykis: elementai gilesni nei maždaug 5:1 (gylis į plotį) tampa išstūmimo ir užpildymo rizika
Nuožulnų kampai: vis dar reikalingi; mikro mastelyje svarbus net 0,5°, nes išstūmimo jėgos ploto vienetui didelės, o elementai trapūs
Kampai ir kraštai: 20–50 µm spinduliai yra tipinės apdirbimo ribos ir turi būti nurodyti aiškiai, o ne laikomi savaime suprantamais
Įtekėjimo vietos: taškinės ir mikro kraštinės įtekėjimo vietos 0,1–0,3 mm; įtekėjimo liekana turi būti nurodyta, nes ji yra matoma detalės dalis
Tvarkymas: nuo pat pradžių projektuokite automatizavimui; mikrodetalės atskiriamos, orientuojamos ir pakuojamos mašina, o ne rankomis

Bendrosios taisyklės mūsų liejimui tinkamo projektavimo vadove vis dar galioja; jos tik tampa griežtesnės, o jų nepaisymo pasekmės atitenka greičiau.

Kurios medžiagos veikia mikro mastelyje?

Medžiaga	Kodėl naudojama mikrodetalėse
POM	Maža trintis, tikslumas, klasikinė mikrokrumpliaračių medžiaga
LCP	Išskirtinis tekamumas plonuose mikrokanaluose; elektrinės mikrojungtys
PC	Tvirtas, skaidrus, matmeniškai stabilus optinėms ir medicininėms detalėms
PA	Mechaninės mikrodetalės; griežtai kontroliuokite drėgmę
PEEK	Aukštos temperatūros ir implantuojamos medicininės mikrodetalės
COC / COP	Mikrosrautas ir diagnostika: skaidrūs, mažas vandens įgeriamumas, suderinami su DNR
PMMA	Mikrooptika ir šviesolaidžiai

Labai klampios medžiagos ir smarkiai pildytos rūšys (virš ~30 % stiklo) sunkiai įveikia elementus žemiau maždaug 0,2 mm; nepildytos arba lengvai pildytos rūšys yra saugus numatytasis pasirinkimas. Platesnę pasirinkimo logiką rasite mūsų medžiagų vadove.

Kaip formos atrodo?

Mikroformos yra įprastos formos, pagamintos laikrodininko standartu. Ertmės apdirbamos mikrofrezavimu, įleidžiamąja ir vieline elektroerozija, o kartais lazerio abliacija arba iš LIGA gautais įdėklais elementams žemiau 50 µm. Išstūmimui naudojamos mikroadatos iki 0,3 mm skersmens arba oro išstūmimas trapiai detalėms. Formos temperatūros kontrolė griežtesnė nei ±1 °C. Dominuoja formos su viena ar nedideliu skaičiumi ertmių, nes ertmių tarpusavio nuoseklumas mikronų lygmenyje yra griežčiausias apribojimas, o tekėjimo modeliavimas dažnai leidžiamas vien kanalų sistemai, kad užpildymai išliktų subalansuoti.

Nordmould vertina mikrodetalių užklausas su mūsų formų gamybos partneriais prieš teikdami pasiūlymą, nes tokiame mastelyje sąžiningas atsakymas į 'ar tai galima išlieti' priklauso nuo formų gamybos įgyvendinamumo elementas po elemento, o ne tik nuo mašinos galimybių.

Kur naudojamas mikro liejimas?

Medicina: dozavimo komponentai, kateterių elementai, vaistų tiekimo detalės, chirurginiai mikroinstrumentai
Mikrosrautas ir diagnostika: laboratorijos luste kanalai, šulinių plokštės, analizių elementai
Elektronika: mikrojungtys, optinio pluošto holkos, jutiklių korpusai
Laikrodininkystė ir tikslioji mechanika: krumpliaračiai, eigos mechanizmai, guoliai
Automobiliai: mikrooptika, jutiklių komponentai, mikropavarų detalės

Kiek tai kainuoja?

Mikrodetalės apverčia įprastą kaštų logiką. Forma už 8 000–30 000 € su viena ertme yra normalu, nes dominuoja tikslusis apdirbimas ir metrologija; detalių kainos dažnai būna 0,05–0,50 € nepaisant mažylio dydžio, nes ciklų trukmė kukli, patikra intensyvi, o įpurškimo svoriai daro medžiagos kaštus nereikšmingus. Komercinis pagrindas remiasi verte už gramą, o ne kaina už kilogramą: mikrodetalės yra tarp vertingiausių gaminamų plastikinių detalių.

Kaip pradėti mikrodetalės projektą

Pradėkite nuo elementų sąrašo, o ne detalės: nustatykite mažiausius elementus, griežčiausius nuokrypius ir medžiagą, tada gaukite formų meistro įgyvendinamumo vertinimą prieš užfiksuodami projektą. Tekėjimo modeliavimas ir DFM peržiūra pagal mūsų nuokrypių vadovą yra du pigiausi turimi rizikos mažinimo įrankiai. Nordmould gali peržiūrėti mikrodetalių brėžinius ir pateikti jums tiesų atsakymą apie įgyvendinamumą, formų kaštus ir realistinius nuokrypius.

Susiję vadovai

Kuriate mikrodetalę? Atsiųskite Nordmould savo elementų sąrašą ir brėžinius įgyvendinamumo ir formų įvertinimui.