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微熱成型技術
微型部件的制造一直是屬于注塑件成型技術的應用范疇，然而，一種“神奇”的熱成型加工技術卻能夠生產出高質量的微型部件。在第16屆SPE熱成型技術年會上，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領域中的巨大應用潛力。人們同時討論的技術還包括：“類鉻效果”的TPO部件、可降低成型周期的“四運動工位活塞”，以及可快速更換注塑件模具的PD500 Mega 氣缸。 微熱成型技術 德國Forschungszentrum Karlsruhe公司的微結構技術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發了實驗室規模的熱成型工藝，據說該工藝可成型尺寸在0.1～1000nm之間（1000nm＝1μm）的微型部件，首次達到了工業標準的微成型要求。開發該工藝的目的是為了滿足生命科學領域對微型部件的需求，如用于藥學研究的生化試劑的合成與分析用一次性LOC微射流裝置。 作為一種微觀改進的技術，這種新的熱成型系統包括3個部分：帶有微型型腔的平板注塑件模具，一臺用于產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。其工藝過程是：將注塑件模具安裝到一臺實驗室用的壓機上，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有被壓緊，但是仍然獲得了一定的真空度。隨著注塑件模具的完全閉合，薄膜被壓緊，同時也被加熱，當薄膜達到熱變型溫度以后，就會在大約50bar的氣壓作用下流入注塑件模具型腔中，這時注塑件模具已經冷卻到20℃，低于材料的熱變型溫度。隨著氣壓的下降，注塑件模具打開，微型部件即被成型出來。 用類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上據介紹，該工藝中使用的注塑件模具可以通過機加工、EDM、光刻、電鍍、濕法或干法蝕刻、激光等技術進行加工。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、聚碳酸酯或者環狀烯烴共聚物薄膜。 優于注塑件成型 微熱成型技術的第一個應用是10mm×10mm的生物培養芯片，在每一個芯片上有675個凹坑。以前這種芯片是采用微注塑件成型技術生產的，在成型后還需要由人工去掉料把。現在采用微熱成型技術則能夠制造出幾μm厚的部件，且表面光滑，這一點是其他方法難于實現的。 熱成型技術被應用于微型部件的制造領域中。圖為由德國研究機構開發出的新型工藝生產的細胞培養片，上面布滿了微型凹穴目前微熱成型技術的局限性在于，需要由人工進行操作，從而使成型周期相對較長，一般需要10min，因此，目前該技術的發展方向是開發自動化的壓力系統和成型系統，以及先進的加熱系統，通過保持模溫，以取代對薄膜的預熱過程，從而降低成型周期，提高產率。 據說，目前該微熱成型技術的研究機構準備將其專利技術許可頒發給歐洲和美國的熱成型加工商，醫藥包裝行業將成為該技術應用的首個領域。 類鉻效果的TPO部件 在零部件產品的年競爭比賽中，汽車類產品中的最高獎項被授予了一個卡車保險杠部件。該保險杠部件由3部分組成，其兩個末端的TPO蓋具有類似于鉻的表面效果，據說這是通過所謂的厚片材成型技術（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，時間從1h減少到10 minHendrickson 國際公司是一家卡車保險杠的制造商，該公司將類鉻薄膜粘在0.187in（1in=25.4mm）厚的TPO片材上。Thermoformer Profile Plastics公司使用低壓技術生產出的具有A級表面的部件達到了鉻鋼的效果。據說選擇TPO是因為其在－40℃時仍表現出良好的柔性和抗沖擊性能。 工具信息 Marbach開發出了一種所謂“四運動工位活塞”（four-motion plug）用于方形PP容器的加工，據說它能夠將成型周期降低10％。其凸輪驅動的“手指”可將材料延展到各個角落，因此能夠用更薄的片材進行更快速的成型。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肉盤或者黃油桶的生產。該技術在歐洲及澳大利亞的第一個用戶是Huhtamaki公司。 對于大規格產品的成型制造商來說，一種來自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，據說它能夠將更換時間從1h減少到10min。
