Микролитье под давлением
Покупка
Тематика:
Технология полимерных материалов
Издательство:
Профессия
Автор:
Тозелло Гвидо
Под ред.:
Дувидзон Владимир Григорьевич
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 400
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
Дополнительное образование взрослых
ISBN: 978-5-91884-111-2
Артикул: 786022.01.99
В книге подробно рассмотрены основные вопросы литья микродеталей: особенности процесса литья, специальные полимерные материалы и требования к ним, особенности конструкций пресс-форм и специального оборудования. Сформулированы кретерии для точного литья микродеталей, включая соблюдение требований к поверхности и геометрии. В отдельных главах отражены рекомендации к специфике конструирования и изготовления пресс-форм, PIM-технологии, методы инструментального контроля качества литьевых форм и готовых изделий для широкого круга микрооптических, микромеханических систем и многофункциональных микрокомпонентов. Специальные главы описывают высокоэффективные технологии микролитья: микролитье с вакуумированием, аддитивные технологии, многокомпонентное микролитье, включая необходимое оборудование. Приведены методы обнаружения и выявления дефектов и даны пути эффективного решения проблем качества готовых изделий. Книга предназначена инженерам, конструкторам, технологам, разработчикам микролитьевого производства, а также исследователям и специалистам, занимающимся его
усовершенствованием, и является наиболее исчерпывающим руководством по микролитью пластмасс.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 04.03.01: Химия
- 04.03.02: Химия, физика и механика материалов
- 18.03.01: Химическая технология
- ВО - Специалитет
- 18.05.01: Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Micro Injection Molding Guido Tosello Hanser Publishers, Munich Hanser Publications, Cincinnati ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Гвидо Тозелло Микролитье под давлением Санкт-Петербург 2021 Перевод с английского языка под редакцией В. Г. Дувидзона ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
УДК 678.027.74 ББК 35.710 Т50 Г. Тозелло Т50 Микролитье под давлением : пер. с англ. яз. под ред. В. Г. Дувидзона. — Санкт-Петербург : ЦОП «Профессия», 2021. — 400 с., ил. ISBN 978-5-91884-111-2 В книге подробно рассмотрены основные вопросы литья микродеталей: особенности процесса литья, специальные полимерные материалы и требования к ним, особенности конструкций пресс-форм и специального оборудования. Сформулированы кретерии для точного литья микродеталей, включая соблюдение требований к поверхности и геометрии. В отдельных главах отражены рекомендации к специфике конструирования и изготовления пресс-форм, PIM-технологии, методы инструментального контроля качества литьевых форм и готовых изделий для широкого круга микрооптических, микромеханических систем и многофункциональных микрокомпонентов. Специальные главы описывают высокоэффективные технологии микролитья: микролитье с вакуумированием, аддитивные технологии, многокомпонентное микролитье, включая необходимое оборудование. Приведены методы обнаружения и выявления дефектов и даны пути эффективного решения проблем качества готовых изделий. Книга предназначена инженерам, конструкторам, технологам, разработчикам микролитьевого производства, а также исследователям и специалистам, занимающимся его усовершенствованием, и является наиболее исчерпывающим руководством по микролитью пластмасс. ББК 35.710 УДК 678.027.74 © Carl Hanser Verlag, Munich 2018. All rights reserved. Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-1-56990-653-8 (англ.) © Carl Hanser Verlag, Munich, 2018 ISBN 978-5-91884-111-2 © ЦОП «Профессия», 2021 © Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2021 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Предисловие к русскому изданию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Благодарность от автора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Часть 1. Полимерные материалы и технология микролитья Глава 1. Технологические особенности литьевых машин для микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 1.2. Анализ патентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 1.3. Литьевые машины для микролитья: структура и технические решения. .24 1.3.1. Введение в основы функционального моделирования. . . . . . . . . . . . . . . . . .25 1.3.2. Метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 1.3.3. Функциональный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 1.4. Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 Глава 2. Мониторинг и управление процессом микролитья . . . . . . . . . . 46 2.1. Необходимость мониторинга процесса микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 2.2. Датчики контроля технологического процесса микролитья . . . . . . . . . . . .47 2.2.1. Объемный расход . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 2.2.2. Датчики температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 2.2.3. Датчики давления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 2.2.4. Ультразвуковые датчики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 2.3. Системы визуализации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 2.3.1. Конструирование оборудования для визуализации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 2.3.2. Высокоскоростное формирование изображения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 2.3.3. Методы теплового образования изображений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 2.4. Системы сбора и хранения данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 2.4.1. Аппаратура для сбора данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 2.4.2. Синхронизация систем сбора данных (DAQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 2.4.3. Стратегии коммуникации (информационного обеспечения) и хранения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 2.5. Применение систем текущего контроля процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 2.5.1. Определение рабочих характеристик литьевой машины. . . . . . . . . . . . . . . .60 2.5.2. Оценка качества материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 2.5.3. Определение технологического «окна переработки» . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 2.5.4. Граничные условия моделирования и валидация результатов . . . . . . . . . . .64 2.5.5. Разработка и валидация датчиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 2.5.6. Интеллектуальная система управления процессом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Глава 3. Структура и свой ства полимерных материалов в микроизделиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 3.2. Специфические свой ства полимерных материалов для микролитья . . . .71 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 3.3. Влияние масштабирования на полимерные материалы в процессах микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 3.3.1. Реологические свой ства в микро- и наноразмерных диапазонах при низких, высоких и сверхвысоких скоростях сдвига. . . . . . . . . . . . . . . . .73 3.3.2. Свой ства полимерных материалов — pvT-диаграммы для микромасштаба. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 3.3.3. Тепловые свой ства полимерных материалов в микромасштабе . . . . . . . . .78 3.3.4. Механические свой ства литьевых микроизделий (испытание микроизделий на растяжение и измерение нанотвердости). . . . . . . . . . . . .80 3.4. Молекулярная ориентация и кристалличность в литьевых микроизделиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 3.4.1. Аморфные полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84 3.4.2. Полукристаллические полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86 3.5. Микролитье микро- и нанокомпозитов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 Глава 4. Воспроизводимость формообразующей поверхности в процессах микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.1. Воспроизведение микро- и наноструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 4.2. Технологии микро- и наноструктурирования поверхности. . . . . . . . . . . . .97 4.2.1. Технологии литографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98 4.2.2. Нелитографические технологии на основе электрохимии. . . . . . . . . . . . . .100 4.3. Оценка воспроизводимости субмикронных поверхностей в микроизделиях из полимерных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 4.3.1. Оценка точности воспроизведения размеров микроэлементов формообразующей поверхности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104 4.3.2. Измерения профиля поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 4.3.3. Воспроизведение амплитуды и угла наклона поверхностей в изделиях из полимерных материалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106 4.3.4. Применение параметров площади поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 4.3.5. Примеры измерений распределения интенсивности отражения света . .111 4.4. Влияние формообразующей поверхности литьевой формы и технологических параметров на воспроизводимость микроструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.4.1. Воспроизведение и оптимизация определяемых геометрических структур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112 4.4.2. Качество воспроизведения больших площадей поверхностей с наноструктурами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115 4.4.3. Влияние технологических параметров на воспроизведение геометрии формообразующей поверхности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 Часть 2. Технологии изготовления литьевых форм для микролитья Глава 5. Технологии механической микрообработки для изготовления литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 5.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 5.2. Технологическая цепочка изготовления литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 5.3. Механическое микроудаление материалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132 5.3.1. «Размерные» эффекты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134 5.3.2. Усилие резания и отжим инструмента. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136 5.3.3. Станки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136 5.4. Микрофрезерование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137 5.4.1. Режущие инструменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138 5.5. Микроточение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 5.6. Микросверление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 5.7. Тепловыделение в процессах удаления материала заготовки. . . . . . . . . .141 5.8. Электроэрозионная микрообработка (EDM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 5.8.1. Прошивная микро-EDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144 5.8.2. Проволочно-вырезная микро-EDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145 5.8.3. Микро-EDM со сверлением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145 5.8.4. Обработка на электроэрозионном проволочно- полировальном станке . . .146 5.8.5. Микрофрезерование EDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146 5.9. Примеры применения технологий механической обработки при изготовлении литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 5.9.1. Литьевая форма для микролитья, полученная прямым методом изготовления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148 5.9.2. Литьевая форма для микролитья, полученная косвенным методом изготовления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151 Глава 6. Технологии сверхпрецизионной мехобработки при изготовлении литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . 153 6.1. Общие аспекты сверхпрецизионной механической обработки . . . . . . . .154 6.2. Мехобработка алмазным инструментом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 6.2.1. Алмазное точение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 6.2.2. Алмазное фрезерование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159 6.2.3. Профилирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163 6.3. Абразивная мехобработка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165 6.3.1. Последовательность процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165 6.3.2. Сверхпрецизионное шлифование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166 6.3.3. Полирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170 6.4. Применение сверхпрецизионной мехобработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173 6.4.1. Линза Френеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173 6.4.2. Микросветорасщепитель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174 6.4.3. Дифракционные оптические элементы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175 6.4.4. Световозвращатели (катафоты) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178 Глава 7. Химико- термическая обработка формообразующей поверхности литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . . . . . . 182 7.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182 7.2. Изучение эффектов химико- термической обработки поверхностей с алмазоподобным углеродным покрытием в процессах микролитья . . . 183 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 7.2.1. Обработка поверхности для улучшения извлекаемости отливки из литьевой формы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183 7.2.2. Анализ результатов эксперимента по улучшению извлекаемости отливки из литьевой формы с использованием химико- термической обработки формообразующей поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184 7.2.3. Аттестация, проверка и результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186 7.3. DLC-покрытия ФОД литьевых форм для микролитья и влияние температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187 7.3.1. DLC-покрытия в литьевых формах для микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187 7.3.2. Анализ результатов эксперимента по определению влияния температуры на литьевые формы для микролитья с DLC-покрытиями. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189 7.3.3. Аттестация, проверка и результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190 7.3.4. Основные результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193 7.4. Новая технология химико- термического текстурирования ФОД литьевых форм для микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 7.4.1. Текстурирование ФОД литьевой формы и усилие извлечения отливки из формы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 7.4.2. Изучение эксперимента по текстурированию ФОД . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195 7.4.3. Аттестация, проверка и результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197 7.5. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202 Часть 3. Ключевые высокоэффективные технологии микролитья Глава 8. Микролитье с вакуумированием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 8.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207 8.1.1. Удаление воздуха при литье под давлением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207 8.1.2. Микролитье с вакуумированием. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208 8.1.3. Воздушный поток в формующей полости при микролитье. . . . . . . . . . . . .208 8.2. Преимущества и ограничения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209 8.3. Оборудование и конструкторские решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212 8.3.1. Активное вентилирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212 8.3.2. Конструкция литьевой формы для микролитья с вакуумированием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213 8.3.3. Герметизация формующей полости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 8.3.4. Регулирование вакуума. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 8.4. Особенности воспроизведения геометрии формообразующих поверхностей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 8.4.1. Высота воспроизведенных микроэлементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217 8.4.2. Четкость воспроизведения микроэлементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218 8.4.3. Морфология изделий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219 8.5. Оптимизация вентилирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 8.5.1. Влияние параметров процесса микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221 8.5.2. Влияние выбора полимерного материала. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222 8.6. Послесловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Глава 9. Моделирование и имитация процессов микролитья . . . . . . . . 227 9.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 9.1.1. Процесс микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 9.1.2. Зачем требуется моделировать процесс литья? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 9.2. Математическое обоснование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229 9.2.1. Вязкость расплава полимерного материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229 9.2.2. Термодинамические свой ства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231 9.2.3. Течение расплава полимерного материала. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232 9.3. Новейшие достижения в области имитационного моделирования процессов микролитья и их проблемы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234 9.4. Лучшие стратегии для имитационного моделирования процесса литья микроизделий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .236 9.4.1. Моделирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237 9.4.2. Построение расчетной сетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239 9.4.3. Данные о полимерных материалах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240 9.4.4. Валидация и проверка результатов моделирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . .242 9.5. Примеры проектирования с использованием имитационного моделирования и моделируемые явления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246 9.5.1. Оптимизация конструкции впускного литника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246 9.5.2. Эффект запаздывания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250 9.6. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252 Глава 10. Метрологическое обеспечение качества в процессах микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 10.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257 10.2. Качество процесса измерения: калибровка и метрологическая прослеживаемость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258 10.2.1. Точность и прецизионность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260 10.3. Метрология в процессах микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262 10.3.1. Размерная метрология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262 10.3.2. Метрология поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266 10.4. Контрольно- измерительное оборудование для микроизделий и литьевых форм для микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274 10.4.1. Оптические измерительные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287 10.5. Неопределенность измерений размеров и топографии поверхности микроизделий и литьевых форм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294 10.5.1. Оценка неопределенности в процессах микролитья. . . . . . . . . . . . . . . . . . .298 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301 Глава 11. Быстрое изготовление опытных образцов микроизделий и литьевых форм для микролитья с помощью аддитивных технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 11.1. Аддитивное производство: технологии и материалы. . . . . . . . . . . . . . . . .306 11.1.1. Аддитивные технологии для полимерных материалов . . . . . . . . . . . . . . . .309 11.1.2. Аддитивные технологии для металлических материалов . . . . . . . . . . . . . .313 11.2. Технологии аддитивного производства для изготовления литьевых форм процесса микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 11.2.1. Технологии аддитивного производства для изготовления твердых ФОД литьевых форм для микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317 11.2.2. Технологии аддитивного производства мягких ФОД литьевых форм для микролитья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317 11.2.3. Косвенные методы изготовления литьевых форм для микролитья. . . . . .322 11.3. Технологии аддитивного производства для прямого изготовления микроизделий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329 Часть 4. Многокомпонентное микролитье Глава 12. PIM-процесс в микролитье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 12.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335 12.2. Описание процесса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .336 12.2.1. Сырье для PIM-процесса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .337 12.2.2. Удаление связующего . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339 12.2.3. Спекание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340 12.3. Литье под давлением микроизделий из порошка (микро-PIM) . . . . . . . .340 12.3.1. Различия между порошками и полимерными материалами при литье под давлением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .341 12.3.2. Отличия между макро-PIM и микро-PIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342 12.4. Двухкомпонентное PIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .346 12.5. Имитационное моделирование микро-PIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .348 12.5.1. Имитационное моделирование микро-PIM с использованием коммерческих компьютерных программ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .348 12.5.2. Имитационное моделирование микро-PIM с использованием модифицированных или новых компьютерных программ . . . . . . . . . . . . .350 12.6. Выводы и прогнозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .351 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353 Глава 13. Многокомпонентное микролитье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 13.1. Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .358 13.2. Многокомпонентное литье и многокомпонентное микролитье. . . . . . . .359 13.2.1. Введение и сферы применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .359 13.2.2. Области применения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361 13.2.3. Преимущества и недостатки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .363 13.2.4. Варианты многокомпонентного литья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365 13.3. Двухкомпонентное микролитье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365 13.3.1. Связь двух полимерных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366 13.3.2. Поверхность раздела двух полимерных материалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . .382 13.4. Модификация адгезионных свой ств при многокомпонентном литье. . .390 13.5. Прочие спорные вопросы качества при многокомпонентном микролитье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .391 13.6. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru