目前,國外對熱壓模具設備的研究相對較早,一些科研機構和公司已經開發了自己的成型測試設備,並且其中一些已經實現了產業化。而國內對於熱壓模具的成型技術和設備還稍有欠缺,面臨著很大的機遇與挑戰。
熱壓成型模具擁有結構簡單,製造成本少,成型壓力低和微結構複製精度高的優點。特別是在微流體機械,微光學器件,微流控晶片等領域的模具加工中,熱壓成型工藝具有廣闊的應用前景。但是當使用熱壓技術製作模具時,還存在一些問題,比如,在脫模過程中會因為冷卻不均勻而導致脫模缺陷的情況。因此,熱壓模具的合理設計,高精度製造以及工藝改善已成為提高熱壓產品質量的關鍵。
一、熱壓成型工藝的介紹
熱壓成型是一種複製技術,可在適當的溫度和壓力下通過熱壓方法將模具上的結構材料轉移到聚合物基體上。根據轉移過程中模具與基板之間的接觸方式不同,熱壓成型工藝可分為三個類型,分別是平壓式,步進式和滾壓式。
1、平壓式熱壓工藝
平壓式熱壓工藝的製作原理是將模具平壓在基板表面上,並且在一個處理周期中轉移和複製模具上的所有特徵結構。
2、步進式熱壓工藝
步進式熱壓工藝的製作流程就是在大面積基板完成轉印後,小面積模具自主移動到下一個位置,並重複熱壓過程。
3、滾壓式熱壓工藝
滾壓式熱壓工藝分為兩種,一種是輥子——平板,另一種是輥子——輥子。在設計輥子——平板熱壓模具時,可以將平板模具放在基板上,然後用光滑輥子進行滾壓。在設計輥子——輥子熱壓模具時,可以先在板狀模具的表面上進行結構加工,然後將其彎曲並固定在輥子上,但是要儘量避免出現連接縫隙,因為那樣會導致周期性的不連續印跡。
二、熱壓成型工藝的注意事項
在熱壓工藝中,脫模之前需要降低模具的溫度,以確保填充腔體的聚合物完全固化。另外,模具的冷卻階段將延長其成型時間,因此模具製造商可以通過加快模具的熱循環速率來提高熱壓成型的效率和質量。
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