随着微/纳米科学技术的蓬勃发展,微型制件在各种微型机电系统产品中的应用需求越来越大。然而用传统的微细加工方法成形微型制件难以满足其日益增长的应用要求,微注塑成型技术则提供了一种经济快速地大批量制造微型塑件的方法,可以满足微机电系统对微型制件的需求。但由于微型塑件的结构尺寸与体积极其微小,传统的、宏观上的注塑成型工艺理论和方法不能完全用来指导微注塑成型,需要从微观尺度上根据微型塑件成型的特点,建立新的微注塑成型工艺理论和方法。 本文针对国内外微注塑成型技术的应用现状与发展趋势,借鉴他人的研究成果,参照传统注塑模具设计的相关原则和注塑成型工艺理论,从微尺度上系统地分析了微型注塑模具与传统注塑模具在结构设计及注塑成型工艺上的主要差异,设计制造出了具有微尺寸特征的微型齿轮注塑模具。采用UV-LIGA技术和微细电火花加工技术分别制造出了分度圆直径为1mm和2.5mm的微型齿轮型腔镶块。应用MoldFlow软件按照微型塑件的成型工艺要求,对微型齿轮模具进行了注塑成型工艺模拟分析,得出了不同工艺参数变化对微型塑件填充效果的影响规律。 针对模拟分析结果,应用正交试验方法设计了微型齿轮的注塑成型工艺试验方案,优化了工艺试验参数,合理地确定了试验考察指标和因素水平,依此在微型注塑机上进行了多因素及考虑交互因素作用的微注塑成型工艺试验,获得了填充完满的微型齿轮塑件。 试验结果表明,微尺度条件下注塑工艺参数对塑件成型过程的影响与宏观尺寸有明显的不同,其中熔体温度、注射速率和保压压力是影响微小塑件成型的主要因素,这一结果对微型塑件的注塑成型生产具有实际指导意义。