[发明专利]一种微纳器件超声塑化注射成型装置

说明书

本发明提供一种微纳器件超声塑化注射成型装置，其包括基座以及设置在所述基座上的注射结构和成模结构，所述注射结构包括超声换能器和用于驱动所述超声换能器实现上下进给的注射驱动单元，所述超声换能器用于熔融塑化所述成模结构内的聚合物颗粒，并辅助熔融聚合物注射成型；所述成模结构包括模具单元和合模单元，所述合模单元用于进行模具单元的闭模、合模及开模；所述模具单元包括内置有上型芯的上模具和内置有下型芯的下模具，所述上型芯和所述下型芯配合形成成模型腔，以将熔融聚合物保压成型。

技术领域

本发明涉及一种注射成型装置，具体的说，涉及了一种微纳器件超声塑化注射成型装置。

背景技术

微机电系统的发展需要大量微纳器件，这为微纳器件提供广阔的应用需求和市场规模。微注塑成型是聚合物微纳器件制造的主要技术之一，由于微纳器件尺寸较小、结构复杂、注塑流道小，注塑成型中存在充模阻力大、充填不均匀、材料浪费和成型质量差等问题。目前微注塑成型机主要是在常规注塑机的基础上改变模具系统或设计而成，也存在以下问题：(1)微注塑成型机整体尺寸较大，模具流道尺寸较长，与所成型微纳器件结构尺寸不匹配，聚合物材料浪费严重，能耗较大；(2)存在微流道效应，充填不均匀，微纳器件成型质量差。

为了解决微纳器件成形过程中存在微流道效应和成型质量较差等问题，可采用高注射速度、高注射压力、抽真空处理和变模温等方法，但存在增加成型周期和模具变形大等问题。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种微纳器件超声塑化注射成型装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种微纳器件超声塑化注射成型装置，其包括基座以及设置在所述基座上的注射结构和成模结构，所述注射结构包括超声换能器和用于驱动所述超声换能器实现上下进给的注射驱动单元，所述超声换能器用于熔融聚合物颗粒并向所述成模结构内注射熔融聚合物；所述成模结构包括模具单元和合模单元，所述合模单元用于进行模具单元的闭模、合模及开模；所述模具单元包括内置有上型芯的上模具和内置有下型芯的下模具，所述上型芯和所述下型芯配合形成成模型腔，以将熔融聚合物保压成型。

基于上述，所述注射驱动单元包括设置在所述基座上的导轨、第一滚珠丝杠和第一伺服电机，所述导轨上套设有第一导轨座，所述第一导轨座上固设有注射支架，所述超声换能器固定在所述注射支架上；所述第一滚珠丝杆上套设有第一滑块，所述第一滑块固接所述注射支架；所述第一伺服电机驱动所述第一滚珠丝杠旋转，所述第一滑块随所述第一滚珠丝杠的旋转做直线往复运动，所述注射支架和所述超声换能器跟随所述第一滑块的直线往复运动实现上下进给。

基于上述，所述超声换能器包括压电振子、变幅杆和超声工具头，所述压电振子包括后盖板、压电陶瓷片、前盖板、预紧螺栓和弹簧垫片，由所述预紧螺栓和所述弹簧垫片将所述后盖板、所述压电陶瓷片和所述前盖板固接，所述前盖板通过法兰固定在所述注射支架上；所述变幅杆的一端与所述前盖板一体成型，所述变幅杆的另一端固定连接有所述超声工具头。

基于上述，所述合模单元包括动模板、用于驱动所述动模板往复运动的动模板驱动结构、平行于所述动模板固定在所述基座上的静模板以及贯穿设置在所述动模板和所述静模板之间的导向柱，所述动模板驱动结构包括设置在所述基座上的第二滚珠丝杠和第二伺服电机，所述导轨上套设有第二导轨座，所述第二导轨座上固设有动模板，所述第二滚珠丝杆上套设有第二滑块，所述第二滑块固接所述动模板；所述上模具固装在所述动模板上，所述下模具固装在所述静模板上部，所述上模具上设置有定位块，所述下模具上对应所述定位块设置有定位孔，所述导向柱、所述定位块和所述定位孔共同配合实现合模与开模的导向。

基于上述，所述上模具还包括进料孔以及用于连通所述进料孔和所述上型芯的塑化腔，所述塑化腔的结构与所述超声换能器的超声工具头相适配。