【文章內容簡介】 ，利用兩種高分子材料——PP和ABS，重點關注脫模力，最終引出DLC表面處理的影響和各種因素的影響的結論。關鍵詞：微注塑模，表面處理，脫模，微流體介紹微流控技術在許多領域都廣為運用，例如生物技術、流式細胞儀、醫(yī)療診斷和微化學。這種微儀器設備的成功發(fā)展高度依賴于能夠經(jīng)濟又可靠地生產(chǎn)大規(guī)模微型組件的制造系統(tǒng)。在這個前提下，聚合物的微注射成型技術是微型制造的關鍵技術之一。為了獲得經(jīng)濟可靠的微流控技術的產(chǎn)品零件，了解影響微型注射成型的因素并形成系統(tǒng)性的研究是很重要的。在成型周期的凝固階段，聚合物熔體在模腔壁上收縮并成型。在這個發(fā)展階段，零件的內部應力必須被克服，以避免隨后造成的局部偏移。在打碎聚合物和模腔之間的粘料時，為了避免翹曲變形，抑止局部偏移的最大等效應力不應超過材料的拉伸屈服應力[1]。因此，影響脫模過程的因素必須加以研究，避免因為塑件變形而造成破壞零件特征和引入更多的內部應力。本文將講述那些擁有微觀特征的零件，在不同的表面處理下表現(xiàn)出來的效果。本文由如下的幾部分組成，下一章將研究影響排出的重要因素，尤其零件成型動力和表面處理方式。然后，把那些檢測脫模的腔涂料影響所用到的實驗裝置和測試工具用實驗結果描繪出來。最后列出實驗結果，并分析微注射成型的表面處理和脫模力之間的關系。脫模因素拔模力聚合物注射成型過程中，對零件和模具之間粘附力的預測是一項很復雜的任務，由于它依賴于產(chǎn)品的幾何與工藝參數(shù)，如過程中的溫度、壓力調控。脫模力（釋放力）被定義為模具與聚合物界面之間的總摩擦力。以往對注射成型和脫模的研究，實例表明摩擦因素是非常難解釋的。同時它表明注射壓力對脫模力的影響并不顯著，在過程中，它的摩擦系數(shù)與公布出來的摩擦系數(shù)大相徑庭。鑒于頂針的數(shù)量對拔模力的影響，具體而言，成型零件的壓力分布與頂針的數(shù)量成反比。在另一項研究中，脫模力的大小隨著模具的表面粗糙度的增加而增加。保壓壓力和腔體的表面溫度對脫模力的影響很大。綜合了大的表面容積比和大側面比的微觀特征，目前微注射成型面臨的挑戰(zhàn)是：降低拔模力和模具的磨損，以保證出品最佳的機械的性能、結構穩(wěn)定性，并增加模具的使用壽命。模具涂層運用表面處理可以用來改善模具表面的耐磨性。同時，可以通過傳統(tǒng)的方法去降低表面的磨損低，如加熱處理和氮化處理。過往研究表明物理汽相淀積技術和化學汽相淀積技術不但使模具耐磨性顯著提升，而且注塑件的質量也因為拔模力的降低而得到了改善。模具的涂層在使用類金剛石碳的脈沖激光淀積技術對模具進行表面處理后，它的表面硬度提高到了70GPa。優(yōu)化沉積可以使類金剛石碳表面精度達到μm級（—），足足比陶瓷涂層低了一個數(shù)量級。除此之外，模具涂層還可以阻止不良聚合物和模具的相互作用。為醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)微型模具存在著釋放金屬離子的危險。例如鎳是一種常見的接觸過敏原，同時它也是用于制造微型模具的材料，通過涂抹腔體，模具與聚合物之間的隔膜就形成了。而且，由于類金剛石碳涂層的非晶體特性，它可以引入可調抗菌成分，從而達到對抗污染。基于過往的研究，可以清楚地知道表面處理可以降低拔模力和模具的磨損。這項研究探討了模具涂層在微注射成型的脫模部位的效果。實驗設備實驗材料選用兩種常用的注塑成型材料來進行計劃的實驗——ABS和PC，執(zhí)行微注射成型的機器是巴頓菲爾50微型系統(tǒng)。零件設計和模具制造在這項研究中，該設計零件尺寸是15mm20mm1mm微射流平臺(圖1)，該設計所包含的特征都是在微射流平臺中常見的，如冷料穴和流道。引腳直徑是500μm，高度600μm，交叉位置的主流道尺寸是200200μm，兩個相同的模具都用黃銅制造。他們通過微加工制作出來。動模與定模被裝配到主模上，然后檢查其并行性和配合的緊閉性。圖1 微射流平臺和頂出位置類金剛石碳表面處理類金剛石薄膜是在一個低頻等離子體化學氣相沉積反應器內形成。沉積前，首先將基板置于超聲波清洗機中，并用丙酮和乙醇清洗，然后在Ar+H2下進行等離子刻蝕，為了提高附著力，利用四甲基等離子和氬氣將SiC:H的中間層沉積在基板上，然后2μm的類金剛石涂層也就形成了，其相關參數(shù)如表1表1類金剛石碳膜的機械特性 性質數(shù)值硬度[GPa]22177。2楊氏模量[GPa]160177。10摩擦系數(shù)磨損率[]5107力的測量研究中，在注射成型的脫出階段，變化的力可以通過壓電式力傳感器（美國Dynisco）估算，測力范圍是0～10000N，傳感器輸出的信號可以通過國家儀器cDAQ9172 USB數(shù)據(jù)采集單元轉載到計算機上。同時測量值可以通過國家儀器Labview 8軟件進行訪問。為了適應力傳感器，每個工具都必須進行修改。制造出來噴射器子裝配件是用來放置那4根移除零件的頂針。為了實現(xiàn)力的測量，傳感器放置在頂板子裝配件的中間（圖2）。噴射器裝配件移動的時候，傳感器受到機械負載和成一定比例的電壓，機械負載和電壓都是由儀器NI 920（16位）模塊檢測出來。圖2 力傳感