專利名稱：一種微注塑成型模具變溫裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于微注塑成型模具技術領域，涉及到一種微注塑成型模具變溫裝置。
背景技術：
微注塑成型是近年來發展較快的一種新興技術，是一種可以進行重復的批量生產復雜而 有精密微細結構塑件的制造技術，在微機電系統(MEMS)領域具有廣泛的應用前景。利用微 型注塑模具成型微機電系統中的構件，與目前應用在微機電系統領域的硅基材料構件相比， 具有制造成本低、生產周期短、成型工藝簡單和構件品質更易于保證等優點。
在注塑成型充模過程中，當聚合物熔體與低溫模具型腔壁接觸時，熔體與型腔壁面間的 熱量傳遞會使熔體熱量迅速損失，熔體在型腔壁面處形成冷凝層，冷凝層不斷向內部擴展， 使得熔體流動通道截面不斷減小，熔體流動阻力增加、充填困難。微注塑成型塑件尺寸小、 精度高，質量通常在l克以下或者其上具有微米級的微結構，冷凝層影響會更加顯著，所以 通常采用高模溫。此外，高模溫還可以消除熔接痕、分子定向等其他成型缺陷，提高制品的 均勻性。但模具溫度的提高勢必增加了塑件在模具內的冷卻時間，使生產周期延長。因此， 理想的溫度調節系統是充模時模具能很快升溫，冷卻時模具溫度快速降至脫模溫度，即模具 能實現變溫控制。
目前，模具變溫方式主要有以下幾種電加熱水冷、紅外線加熱水冷、感應加熱水冷、 薄膜電阻加熱水冷、復合模壁絕熱-加熱等。其中電加熱水冷方式應用較廣泛，結構簡單， 成本較低，其缺點是電加熱圈熱阻較大，而且易形成局部溫度過高的現象，有一定的溫度梯 度，加熱不均勻，容易導致模板熱應力變形，且冷卻時需要將加熱線圈同時冷卻，熱量損失 大。而紅外線加熱水冷和感應加熱水冷需要在模具充模前先打開模具，通過手動或機械手對 模具型腔進行加熱，然后快速合模充填，增加操作步驟，并且開始合模注塑后，就無法控制 模板溫度。薄膜電阻加熱水冷和復合模壁絕熱-加熱等除具有電加熱水冷的缺點外，結構較 復雜，需要兼具導熱良好和絕緣良好的新材料，且制造困難。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種微注塑成型模具變溫裝置，克服上述模具變溫裝置 的缺點或不足，促進微注塑成型模具技術的發展。 本發明的技術方案如下
一種微注塑成型模具變溫裝置，包括吸液芯熱管、半導體致冷片、銅板、水箱、熱電偶和控溫儀。
該變溫裝置中吸液芯熱管的一側插入模具型腔板中，另一側插入銅板中；銅板兩側都與 半導體致冷片接觸，半導體致冷片的另一側與水箱接觸；半導體致冷片上、下表面涂敷導熱層。
熱電偶與模具型腔表面接觸反饋其溫度至控溫儀，通過控制半導體制冷片電流的方向， 實現模具加熱冷卻以及精確控溫。在模具型腔板中型腔塊周圍加絕熱層以減小熱量損失，提 高傳熱效率。
實際使用時，可以采用多片半導體制冷片聯用，將其放置在銅板兩側。 本發明的效果和益處是采用該裝置可以對微注塑成型模具實現變溫控制以及對模板精 確均勻控溫。該裝置結構緊湊，可以靈活適應注塑機和模具中的有限空間，減少模板的熱變 形，避免控溫系統對注塑機系統的影響。該模具變溫裝置能應用于微小塑件的注塑成型過程 ，解決微注塑成型過程中的模具控溫難題。綜上所述，本發明將進一步提高微注塑模具技術 水平，促進微注塑制品在微機械系統領域的應用。
圖l為變溫裝置示意圖。
圖2 (A)為微流控芯片結構示意圖。
圖2 (B)為圖2 (A)的A-A截面放大圖。
圖3為微流控芯片模具整體裝配示意圖。
圖中l吸液芯熱管；2半導體致冷片；3水箱；4模具型腔板；5控溫儀； 6計算機；7銅板。
具體實施例方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。
本實施例用于微注塑成型的典型制件微流控芯片注塑成型模具，芯片結構如圖2所示， 外形為平板結構，其上有兩個雙十字形微通道，截面形狀為尺寸大約50價深、80價寬的矩形
實施例步驟如下
步驟l :根據模具型腔塊大小選擇不同規格吸液芯熱管1及半導體致冷片2，相應尺寸銅板 7及水箱3，如圖3所示進行裝配，吸液芯熱管1的一側插入模具型腔板4中，另一側插入銅板7 中；銅板7兩側都與半導體致冷片2接觸；半導體制冷片2上下表面涂敷導熱層，另一側與水 箱3接觸，水箱3中通冷卻水用于半導體致冷片2散熱。步驟2:熱電偶與模具型腔表面接觸，反饋其溫度至控溫儀5，當型腔溫度低于計算機6設 定的加熱溫度時，半導體致冷片2與銅板7接觸的一面散熱，熱量通過吸液芯熱管l傳至模具 型腔板4對其加熱，達到設定溫度時，進行芯片注射、保壓等操作；
步驟3
計算機6設定冷卻溫度，由控溫儀5控制半導體制冷片2電流的方向，與銅板7接觸的一面 吸熱，通過吸液芯熱管1對模具型腔板4進行冷卻，達到冷卻溫度時，進行芯片頂出等操作。 步驟4
如圖1所示，由計算機6程序設定控溫曲線，重復步驟2步驟3，實現模具變溫控制。
權利要求
1.一種微注塑成型模具變溫裝置，包括吸液芯熱管(1)、半導體致冷片(2)、水箱(3)、熱電偶和控溫儀(5)、銅板(7)，其特征在于該變溫裝置中吸液芯熱管(1)的一側插入模具型腔板(4)中，另一側插入銅板(7)中；銅板(7)兩側都與半導體致冷片(2)接觸，半導體致冷片(2)的另一側與水箱(3)接觸；半導體致冷片(2)上、下表面涂敷導熱層；熱電偶與模具型腔表面接觸并反饋其溫度至控溫儀(5)，通過計算機(6)控制半導體制冷片(2)電流的方向以確定對模具型腔板(4)加熱或冷卻。
2.如權利要求l所述的一種微注塑成型模具變溫裝置，其特征還在于 :多片半導體制冷片(2)聯用，將其放置在銅板(7)兩側。
3.如權利要求l所述的一種微注塑成型模具變溫裝置，其特征還在于 :在模具型腔板(4)中型腔塊周圍加絕熱層。
全文摘要
一種微注塑成型模具變溫裝置，屬于微注塑成型模具技術領域。該模具變溫裝置包括吸液芯熱管、半導體致冷片、銅板、水箱、熱電偶和控溫儀，吸液芯熱管的一側插入模具型腔板中，另一側插入銅板中；銅板兩側都與半導體致冷片接觸，半導體致冷片的另一側與水箱接觸；半導體致冷片上、下表面涂敷導熱層；熱電偶與模具型腔表面接觸并反饋其溫度至控溫儀，通過計算機控制半導體制冷片電流的方向以確定對模具加熱或冷卻。該變溫裝置可以對微注塑成型模具實現變溫控制以及對模板精確均勻控溫。裝置結構緊湊，可以靈活適應注塑機和模具中的有限空間，減少模板的熱變形。該變溫裝置能應用于微小塑件的注塑成型過程，解決微注塑成型過程中的模具控溫難題。
文檔編號B29C45/78GK101549546SQ200910301068
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者瑩 劉, 宋滿倉, 王敏杰, 祝鐵麗, 趙丹陽 申請人:大連理工大學