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光盘注塑机的要求及技术难点

2021-07-09 来源:淮北机械信息网

光盘注塑机的要求及技术难点

近日,喜闻由广东泓利机器有限公司通过自主创新研制成功的光盘生产线中最关键的设备———光盘基片的精密注塑机已得到国家新闻出版总署《关于同意购买国产化光盘生产线的批复》(新出印〔2005〕1167号),批复中同意销售首条国产化光盘生产线,这个“

准生证”的意义非同寻常。人们常常把能否注塑成型出合格的塑料光盘基片来衡量精密注塑机的精度,因此,光盘基片的生产成了精密注塑机顶级技术的标志。所以说,广东泓利机器有限公司自主创新研制成功并正式投入市场的光盘注塑机是我国注塑机行业划时代的事件和里程碑,标志着我国注塑机走入了精密和超精密时代。

为什么可以用能否注塑出合格的光盘基片来衡量注塑机精密成型的水平呢?这是由光盘基片的形状和性能要求决定的。光盘是用于储存大量细微的信息,为此,在光盘的基片上要刻入大量高精度的槽纹,以储存信息符号,其槽纹的尺寸精度达纳米级(深度仅0.11μm的凹槽是靠注塑机注射模压制成),因此对基片的精度、质量均匀性和模压过程的稳定性提出了极高的要求;光盘基片的形状尺寸决定了它在成型过程的难度,基片外径120mm或80mm,而厚度小于1.2mm,这意味着模腔中流道的流程比(流程与流道深度之比)很大,塑料熔体充模成型出的制品质量不易均匀,再加上基片是圆盘形,主绕道设在盘的中心,注入的塑料熔体进入模腔后,必须沿圆周360度的各个方向快速均匀的推进,才能有序地径向流向盘缘,假如在流程中出现局部流速过快、窜流或辅流等情况,都会导致局部分子取向形成内应力,或者基片各部位冷却速度不均匀,也将导致形成内应力,这些都会影响基片质量的均匀性,再加上生产效率及可靠性的高要求,因此一台注塑机能注射成型这样的薄壁圆盘,并达到光盘基片的质量要求,说明这台注塑机的结构设计、控制系统和工艺条件均已达到精密注塑机的要求,否则就不可能成型出这样高精度制品。

除此之外,精密注射成型要重点解决的技术关键问题有三个:

①控制精度在0.015mm以内;

②制品尺寸精度在厚度方向控制在0.002mm以内;

③注射重量重复精度控制在0.3%以内。以上三个技术关键问题关系到一系列相关技术,如:制造技术、装配技术和伺服反馈闭环控制技术等,它们是许多光、机、电、液等顶尖高科技的集成,如在高速注射(1000mm/s)时,闭环控制的方式和难度相当于导弹的制导,难度具体体现为:即时反应、时间短和惯量大。

为满足上述要求,注塑机合模机构的系统刚性必须与模具的刚性合理地匹配,以保证变形精度和定位精度在所控制的范围之内,注塑部件必须保证PC熔料的塑化质量和高速塑化能力,而且熔料温度要均匀,防止热应力而引起的光盘变形,为此要精心设计注塑螺杆、喷咀和模具流道的结构,几何形状及尺寸。注塑机的机电液一体化系统必须保证对压力、速度、位移、时间和温度等参数灵敏而准确地控制与调节,建立带有信号检测并灵敏反馈的闭环控制,否则就难以保证光盘制品在数以千万次计的注塑成型中,保持光盘稳定的重复精度。

我国目前虽有不少VCD和DVD的生产线,但皆为清一色的进口机,这次广东泓利机器有限公司制造的光盘精密注塑机正式投入市场,实现了国产光盘注塑机真正意义上“零”的突破,意味着一段全部依赖进口设备生产光盘的历史被终结,一个国产光盘注塑机替代进口设备新时代的诞生。

在中国,有不少老一代的科技工作者为中国的精密塑机行业奋斗了几十年,可是由于精密注塑机涉及光、机、电、液等领域的尖端技术,我国原有技术基础较差,绝大多数企业的技术来源于引进香港、台湾技术或仿制日本、德国产品,尽管在上世纪80年代或90年代初有企业自称开发出精密注塑机,但事实上不过是采用了较为先进的电控元件和液压元件而已,我国精密注塑机发展缓慢的主要原因是我国国内许多厂家只能靠引进技术或仿造测绘,无自主开发新产品能力。最后发现中国的塑机技术水平与国外先进水平的差距是越来越大,甚至存在20年以上差距,许多企业仅能生产普通精度要求不高的产品。

广东泓利机器有限公司10多年来一直坚持全液压式注塑机生产,是由获得美国等国专利并转化为生产力的典型企业,其所有产品及技术基础都是自主研发的,并全部具有自主知识产权,能在精密注射成型方面取得如此大的突破在技术型企业中极为罕见。

信息来源:国际塑料工业网

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