微注射成型機的發展現狀與展望

隨著科學技術的進步，產品不斷向微型化方向發展，因而產生了新世紀產業需求的微機電系統技術。2002年全世界在這一領域創造出450億美元的產值，其主要產品在光電通訊、影像傳輸、生化醫療、信息存儲、精密機械等應用領域扮演著重要角色。為了能夠生產具有實用價值的微細組件，許多新興制造技術隨之產生，包括光刻，電鑄及脫模技術(LIGA)、紫外光蝕刻技術(UV)、放電加工(EDM)、微注射成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注射成型技術以容易實現低成本大規模生產具有精密微細結構零件的優點成為世界制造技術的研究熱點之一。

成品質量以毫克為計算單位，成品幾何尺寸以微米為度量單位的微注射成型技術，始于20世紀80年代末，是一門新興先進制造技術，同傳統的、常規的注射成型技術相比，其對成型材料、成型工藝及成型設備等方面都提出了不同要求。許多現有的、成熟的注射成型技術和理論并不適用于微注射成型技術，必須在理論和實踐上對微注射成型工藝的技術特點進行系統和徹底的研究與探討。

微注射成型技術發展之初，并未有專用注射成型機用于微型零件制造。生產實際中，通常采用傳統的中、大型注射成型機配合多模腔模具設計實現零件制備，這不僅對模具的流道平衡設計要求很高，而且零件的成型品質也難以控制。因此，需要專用的注射成型機適應零件微型化和高精度的要求，與傳統注射成型技術相比，微注射成型技術對生產設備有許多特殊要求，主要表現為以下幾個方面：

(1)高注射速率：微注射成型零件質量、體積微小，注射過程要求在短時間內完成，以防止熔料凝固而導致零件欠注，因此成型時要求注射速度高。傳統的液壓驅動式注射成型機的注射速度為200mm/s，電氣伺服馬達驅動式注射成型機的注射速度為600mm/s，而微注射成型工藝通常要求聚合物熔體的注射速度達到800mm/s以上，利用聚合物熔體的剪切變稀原理，以高注射速度降低熔體的黏度，使其順利充填微尺度型腔。

(2)精密注射量計量：微注射成型零件的質量僅以毫克計量，因此微注射成型機需要具備精密計量注射過程中一次注射的控制單元，其質量控制精度要求達到毫克級，螺桿行程精度要達到微米級。而傳統注射成型機通常采用直線往復螺桿式注射結構，注射控制量誤差相對較大，無法滿足微注射成型的微量控制要求，對零件成型品質的影響較大。

微注射成型機的研制發展歷史并不長，但它是一個極具發展潛力的技術領域，開展這一領域的研究不僅可以帶動傳統注射成型技術的發展，同時也可以促進精細微結構制品的制造和應用。隨著各國致力于微機電系統(MEMS)及精細CAD/CAE/CAM制品開發的力度不斷加強，精細微結構制品的市場將持續增長，對精密微注射成型機的需求也會相應逐年增加， 微注射成型機在先進制造領域必將發揮日益重要的作用。