全球最小蝶式螺杆微成型注塑机之理论与实务

全球最小蝶式螺杆微成型注塑机之理论与实务

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碟式塑化之微小成形机之原理与实务应用
摘要： 传统上射出成形机的塑化螺杆乃是棒状，构造复杂，不容易换料和换色。本文介绍平板螺旋式的蝶式塑化机构，已经有许多商业化的应用。

关键词：精微成形（micro injection molding）、微小塑件（small part）、蝶式塑化（plasticizing by flat sprial type）。

一、 前言
随着微、奈米时代的来临，产品微小化、设备微型化将是未来的趋势，甚至，对于微小产品的精度及复杂性的要求也越来越高，塑料材料的使用也越来越多样化，很显然的，对于精微射出成形的应用来说，传统的射出成形机已经不再是一种经济上可行的解决方案。
倘若今天我们想要将一只小老鼠变成一只大象那么大，一般做法就是将尺寸放大而呈现线性化的增加，想想看，这只大老鼠将会是怎么个情况呢？站不住了、走不动了；因为体重与尺寸为三次方关系，而承受重量的截面积与尺寸为平方关系。同样道理，将一只大象变成一只老鼠一样大小时，倘若你乃用一样的思考方式，让大的射出成形机变成微小成形机的话，是否将会产生许多效率及成形上的问题？
本文将介绍一些以蝶式塑化之微小成形机在精微成形上的实际案例。其中有光学镜片、微小链接器、生物技术。

二、 传统射出成形机
历年来市面上的射出成形机大都是装配很大的设备，每当成形量产小物品时，常会是使用大的成形机去成形量产， 虽然成形机的制造商已经一直在开发小型成形机，不论怎样也只不过是使原成形机缩小了10%～ 20%的程度罢了，换句话说只是个成形机的缩小版而已。

三、 蝶式精微射出成形介绍
日本新兴公司（Shinko Sellbig）则是以和过去截然不同的创新技术观念及思考方式研发出一种相当于市面一般成形机的1/10～1/20大小的成形机（缩小了80%～90%）甚至搭配热浇道而成功地做到零废料就省塑料，同时省能源省资源的境界。

1吨机：尺寸12x12x30cm    约17kg   最大注射计量：1.0g
3吨机：尺寸16x16x39cm    约37kg   最大注射计量：3.14g
10吨机：尺寸23x23x53cm  约95kg   最大注射计量：10.02g
1.最大射压：2839/3274 （kg）
2.最大射速：45/60 （mm/sec）
3.计量精度：0.001（mm）
4.极限射胶时间精度0.01 （sec）
5.保压时间精度0.1 （sec）
6.射速从零到最大值应答性0.05 （sec）
7.射速从最大值到零应答性0.05 （sec）
8.保压切换误差值0.1 （sec）

一般成形机的螺杆是长棒形，其侧面有螺旋沟相较之下，新兴公司所研发的扁平螺杆是圆盘状，在扁平面上作有螺旋沟，具有一种由外向内送料的机构，并且螺旋沟的内外周会因周速度不同而获有混练的効果。

扁平式螺杆的混练情况在模具上装设热浇道是从过去到现在最被常用的惯例，然此条件下的热浇道价格是会很昂贵的，但新兴公司所设计的则是在把热浇道搭配装在射出成形机上，除了可控制成本降低模具价格，并可因无料头而达到零废料的成果 。

为了使模具小型化而开发出指令系统的套装模具，由于此种模具变小了，对于在缩短模具制作时间方面，或是在降低制作成本方面，或是保管模具而占用空间缩小方面等三大方面，均有很大帮助。新兴公司所研发的射出成形机装有架设模具用的架模机构，故可在很短时间里能把模具架上到成形机或从成形机卸下来。

一般为了达到有効率且能产生足够动力，而使用减速机，如大大地采取减速比率，结果造成传达効率变低落，伺服马达动力变损耗，但新兴则是使用自己所研发出又小又有効率的减速机。

因为把装备做成小型化，所以驱动所要的电力也变成省力化了，历年来的成形机所成形出的物品都是成形品和料头（废料）一起被成形制造出来，成形品越小料头（废料）所占的比率就越大，甚至有时料头（废料）占了95％以上，但新兴公司所研发的成形机不会产生料头（废料），所以可节省塑料的同时等于是节省了资源，料头（废料）可塑化所须的热也减少了，也等于是省能源了。

新兴公司的超小型成形机或热浇道曾被广泛地应用在下列的塑料和产品，由于新兴公司所研发的成形机装有扁平螺杆故可发挥其特性和押出成形机一样可成形含有色母或着色剂的塑料，并能均匀得搅拌成溶融塑料。
新兴公司所研发出来的成形机不仅可应用在成形量产方面，也可善用小型机本身的特点以低成本去开发材料或试作品。
材料：PEEK、PPS、PEI、PI、PC、PA、POM、PBT、PET、LCP、COP、PMMA、ABS、PP、PS、PE、热金属、其它。
成型品：镜片、接头、齿轮、其他多层瓶、押出机。

四、 结论
与传统射出比较，精微射出成形机队设备方面有几项要求：
较高的射出速度：因为塑件体积小，融融塑料射入型腔后会马上凝结，因此射出过程必须要求在极短时间完成 。
精确的射出计量控制：精微射出塑件的重量基本上是以毫克计算，因此需要具备精密计量的控制单元，同时也要具备有重复控制精度的归零校正功能。
快速反应能力：避免过多在驱动、传动上的损耗。

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2）PPS：1140A6   R4  R7  A503  A504
3）PA9T：G2330  GN2330  GW2458
4）PA46：TE250F6，F8  TS250F6  HF5040
5）PA6T：CH230  E430
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