数码光盘注塑机技术难点及多方案解决对比

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:2

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众所周知，现在用于精密注塑成型加工的注塑机，一般型式上有全电动式、全液压式和电动－液压式。传统肘杆式注塑机基本被国际上与低档机划上了等号，而我国国内以及港台注塑机生产厂家基本上都是生产该类产品，它们结构雷同，档次不高，互相之间不得不展开价格战。从市场情况我们可以看见，中低档市场仍以肘杆式为主，中高档市场则以开环全液压式为主，高档精密市场以电动以及带反馈的全液压式为主，小型精密而且对环境要求比较高的注塑市场，则以全电动式为主，而特别高档的超精密注塑以闭环全液压式为主。

数码光盘注塑机由锁模装置、注射装置、冷却系统、液压系统和电脑控制系统等组成。光盘母盘外径分为80毫米和120毫米两种，而厚度却小于1.2毫米，这意味着母盘材料的熔融料在模腔中的流程、流道比（流程深度与流道厚度之比）很大。因此塑料熔体在充模过程中制品质量不易均匀。而且母盘是圆形盘片，主浇道设在盘的中心，注入的塑料熔体进入模腔以后，必须沿着圆周360度的方向快速均匀的推进，沿着径向有序的流向圆周边沿。如果在流程中出现局部流速过快，窜流或者辅流等都会导致局部熔料分子取向并形成内应力；如果母盘在冷却过程中速度不均匀，也将形成局部残余应力；如果锁模模板不平行，不但会使母盘质量不稳定，更严重的是可能会损坏模具。因此针对光盘制品要求精度高、稳定性能好、生产效率高、洁净度高、光学性能好等特点，对注塑机的要求主要有以下几点：

1）系统整体运行稳定可靠，开合模快速平稳，模板起停定位精度高，模板平行度误差小，锁模力准确稳定。
2）塑化系统效率高速度快质量好，计量准确。
3）注射压力高、注射速度快，多级可调。保压转换点准确，保压压力稳定，并且多级可调。
4）温控准确。
5）整机噪音低、洁净、无油污。

从2004年中国国际光存储设备展览会及学术交流会的信息来看，目前国际上的光盘生产线多采用全液压式或全电动式注塑机，近年来电动－液压复合式注塑机也有所应用。

现就全液压式注塑机与全电动式注塑机分部分进行优劣对比。

一、合模部分

光盘注塑对合模动作要求快速、平稳且压力转换快速精准，模板平行度以及起停位置精度要求都很高。

尽管全液压式注塑机存在液压油的可压缩性问题，但是液压在静止的时候压力处处相等，所以模板和模具受力都相当均匀。广东泓利公司在自己掌握的四缸两板锁模的成熟技术基础上，经过改进，将其改为三缸两板直锁式合模机构，使得光盘模具均匀的受到夹紧力，而非传统的顶紧力。工作的时候，在模板的中间，一个较小的移模油缸快速开合模板，在其合模之后，三个大油缸被施以高压夹紧模具。在注射和保压过程中，高压锁模油缸的压力随着注射压力的增加而增加，始终确保不会出现让模的现象。而且由于液压压力的自适应原理，使得模板和模具的受力更加均匀合理。

全电动式注塑机一般用伺服电机取代了原来的油缸推动肘杆作开合模运动。所以原来肘杆式结构所存在的问题继续存在，如加工精度要求高、易磨损、调模困难等。由于使用伺服电机，可以使肘杆在不同的角度停下来，有利于锁模力的改变，并可以进行压缩成型。并且，由于没有油压惯性的影响，所以噪音比较低，控制精度高。但是这一切都是以肘杆和滚珠丝杆没有磨损、制造和装配精度高并且模具安装平面平行为前提的。而一般全电动注塑机在使用一年时间左右，便都会出现肘杆和滚珠丝杆磨损所带来的麻烦。此时不但机器的精密度降低，而且滚珠丝杆上会出现一个附加的径向力，从而加速磨损使精密度进一步快速下降，并带来效率降低、噪音增大等问题。此外，如果肘杆在未完全撑直就开始注射，高压的熔融塑料对模具强大的涨模力会作用在滚珠丝杆以及伺服电机的主轴之上，此力足够大的时候便可能导致滚珠丝杆和伺服电机的损坏！

二、注射部分

光盘属于薄壁制品，光盘上的信息凹槽深度在纳米级精度。为了保证复制信号的准确性，要求注射过程在高速高压的条件下进行，并且注射、保压过程的速度、压力多段可调，保压转换点准确。否则，盘片制造出来之后可能会出现信号丢失、信号不完整以及盘片翘曲、银纹等缺陷。同时，为了保证整机循环周期尽量短，因此机筒螺杆的塑化速度要求非常高，而且要求塑化量非常准确，塑化的速度、背压也是多级可调，以满足在高速的情况下依然有很好的塑化效果。因此采用专用的螺杆，这也有利于保证在成型过程中不会出现气泡、黑点和杂质等缺陷。

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