Mikro{0}}suspaudimo formavimo metu išlydytam polimerui įstumiant į sub-milimetrus gali prireikti didelio slėgio, kuris apkrauna įrankį. Dabar ultragarsinis keitiklis, integruotas į šildomą plokštelę, priverčia išlydytą polimerą drebėti,{3}}sumažindamas jo efektyvų klampumą, todėl jis kaip vanduo teka į kiekvieną mažytį plyšelį. Šis naujas metodas sujungia tradicinį terminį suspaudimą su mechanine energija, kad padidintų polimero srautą ir dalių tikslumą.
Ultragarsinių{0}}kaitinimo plokščių mechanizmas
Ultragarsinis sonotrodas, sujungtas su plokštele, sukuria aukšto{0}}dažnio mechanines vibracijas, paprastai 20–40 kHz diapazone, kurios perduodamos tiesiai į įrankį ir išlydytą polimerą. Plokštelė dūzgia tokiu dažniu, dėl kurio polimerai bėga laisviau, laikinai sumažinant lydalo klampumą, nekeičiant molekulinės struktūros.
Akustinė energija pagerina formos paviršiaus drėkinimą, padeda išleisti orą ir leidžia polimerui užpildyti mikro{0}}funkcijas esant mažesniam slėgiui. Mažesnės suspaudimo jėgos sumažina mechaninį įrankių įtempimą ir sumažina polimero terminį skilimą. Užpildžius pelėsių ertmę, ultragarso vibracijos nutrūksta, o dalis atvėsta esant standartinei šilumai ir slėgiui, kad būtų pasiektas matmenų stabilumas.
Dizaino svarstymai
Norint sukurti patikimą ultragarso vibracinio šildymo plokščių suspaudimo formavimo sistemą, reikia atidžiai stebėti keitiklio ir plokštės jungtį. Ultragarsiniai komponentai turi atlaikyti aukštą temperatūrą, pasikartojančius ciklus ir mechaninius įtempius be degradacijos. Įprasti ultragarso galios lygiai yra santykinai žemi, paprastai keli šimtai vatų, kurių pakanka, kad paveiktų polimerą srauto priekyje, o masinė medžiaga liktų nepakitusi.
Ultragarsinės vibracijos pagalbos pranašumai
Greitesnis ciklo laikas: Sumažėjęs klampumas pagreitina formų užpildymą ir sumažina bendrą gamybos laiką.
Patobulintas funkcijų replikavimas: mikro-mastelio struktūros ir smulkios paviršiaus detalės atkuriamos tiksliau.
Mažesnis energijos suvartojimas: Sumažėjęs suspaudimo slėgis ir trumpesni ciklai užtikrina darbo efektyvumą.
Taikymo įvairovė: Tikslioji optika, mikroskysčių įrenginiai ir medicininis mikro{0}}liejimas yra pagrindiniai naudos gavėjai.
Ši technologija leidžia polimerams tolygiau tekėti į sudėtingas ertmes, tuo pačiu sumažinant defektus, tokius kaip tuštumos, trumpi šūviai ar paviršiaus nelygumai.
Ateities perspektyva
Ultragarso{0}}kaitinimo plokštės transformuoja suspaudimo formavimą, naudodamos garso bangas, kad manipuliuotų polimero srautu. Laikinai sumažinus klampumą ir pagerinus drėkinimą, šis metodas leidžia gaminti vis-mažesnius, tikslesnius komponentus su mažesniu energijos ir medžiagų įtempimu. Sukūrus tvirtas, aukštos temperatūros ultragarso sistemas, tikėtina, kad jos bus taikomos pažangiuose gamybos sektoriuose.
Polimerinio presavimo formavimo ateitis atrodo ne tik karštesnė, bet ir klausoma, nes ultragarso energija tampa standartiniu įrankiu, leidžiančiu kontroliuoti medžiagų elgesį mikro{0}} mastu.
