一、光盤的原材料和注射成型工藝 為了得到好的注射成型工藝,首先需要對成型用原料進行嚴格的控制,不同的原材料采用不同的成型加工工藝。目前,光盤用的原料一般有兩大類,一類是聚碳酸酯即PC,一類是甲基丙稀酸甲酯即PMMA,平時用的比較多的是聚碳酸酯。 聚碳酸酯一般是由雙酚A與光氣經縮聚得到,通過控制酸度或者控制投料比可以得到不同聚合度的高聚物,控制不同的分子量和添加填料、脫模劑等不同的物資可以得到不同用途的聚碳酸酯。而光盤用的材料要求透明度好,尺寸穩(wěn)定性高,具有高復制率和低的雙折射,機械性能和加工性能好,以及有足夠的韌性來限制微觀的龜裂,但仍需要保持良好的流動性,并且純度要求高,這樣一來,對PC料的吸水率、透光率、折射率、拉伸強度、玻璃化溫度、熔融指數(shù)、成型收縮率和雜質含量這些參數(shù)進行控制;為了得到更好的成型制品和更高的良品率還必須對粒徑進行控制。 我們所用的雙酚A型PC樹脂主鏈中含有芳雜環(huán),使其強度和模量均有所提高,但是在成型過程中塑化不足造成的微小氣泡,生產過程中也常會混進一些雜質,更難以避免的是在成型過程中,由于基片表里冷卻速度不同,表面物料接觸溫度較低的模壁,迅速冷卻固化成一層硬殼,而制件內部的物料卻還在熔融狀態(tài),隨著它的冷卻收縮,便使基片內部產生內應力,進而形成細小的銀紋,甚至于裂縫,在基片的表面上出現(xiàn)龜裂,這些缺陷,盡管非常小,有的甚至肉眼不能看到,但是卻成為降低光盤機械強度的致命弱點,由于外觀缺陷的存在,也影響了產品的內在和外在質量,因此,選擇一種比較好的成型工藝,盡量減少內應力的產生是非常必要的。 值得注意的是不同牌號(由不同生產廠生產)的PC樹脂的物理參數(shù)也有差異,因此在確定注塑工藝時也應作相應調整。二、光盤注塑機和注射成型工藝參數(shù) 光盤注塑機是精密注射成型系統(tǒng),包括塑化注射單元,合模單元,取出機械手和監(jiān)控顯示單元和電動液壓控制系統(tǒng)。 塑化注射單元由筒體、螺桿、注射單元、噴咀、加熱系統(tǒng)、水冷及動力系統(tǒng)(液壓或伺服電機)構成。經過4-8小時干燥的PC粒料由進料料斗進入塑化筒體,在筒體內加熱到熔融狀態(tài),熔融材料由螺桿旋轉擠出,按設定的量從噴嘴注射到模腔內。筒體溫度由PID(Proportional-Integral-Differential)控制器控制,注射過程中的動作和參數(shù)由可編程序分級控制。 合模單元由帶精密模溫控制的靜模和動模及開合模機構(液壓或伺服電機)以及水口切割和頂出系統(tǒng)組成。在一般CD注塑機中,靜模部分在注塑單元一邊,裝有鏡面模塊,動模部分安裝壓模(Stamper)(注:也有部分機器是相反的)。合模后,動、靜模之間留有模腔。熔融的PC料注射進模腔,經保壓、冷卻成型。再由切割單元切沖中心孔,形成CD/DVD盤基。CD的模溫在50-70℃,CD-R的模溫在100-120℃。模溫由卡裝在模具上的兩個熱電偶和模溫控制器控制。 盤片取出機械手由二個軸伺服電機控制,在模具開模后迅速吸取盤片,把它送入下道工序。 監(jiān)控顯示單元顯示所有注射模壓工藝參數(shù),如填料起始位置、速度/壓力切換位置、保壓結束位置、保壓曲線、注射速度曲線、鎖模力和鎖模時間、螺桿位置、填料時間、塑化溫度、模具開合位置和速度、模具開合時間等數(shù)據(jù)。采用閉環(huán)程序控制質量參數(shù)。監(jiān)視設備的反常狀態(tài),引導機器安全停止,并可以顯示參數(shù)修改記錄,對不同的工藝設置不同的文件存檔。屏幕顯示還包括維修指導等功能。影響光盤注塑機的主要技術參數(shù)有:直接影響參數(shù) 間接影響參數(shù)--鎖模力 --原材料--注射速度 --每次注射量--保持壓力 --熔化溫度--速度/壓力切換點 --熔融均勻性--模溫 --筒體溫度 --液壓油溫度 --單個工藝步驟時間 干擾變量--螺桿轉數(shù) --摩擦力 --磨損情況--螺桿背壓 --環(huán)境溫度 --表面性質 光盤基片的一個成型周期如圖1所示一般分合模-填充-保壓-塑化-冷卻-開模-盤基取出等7個程序。圖1中可以看出從合模開始,熔融的PC料填充模腔。為了得到好的復制質量,采用在不同的位置用不同的注射速度的方法,即分段注射的方法;保壓通過調節(jié)保壓時間和保壓壓力采用分段保壓;塑化也采用分段的方法;冷卻從塑化延遲開始一直到開模。圖1:一個成型周期(待續(xù))
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