周啸天，吴旺青，魏国猛，蒋炳炎

（高性能复杂制造国家重点实验室，中南大学机电工程学院，湖南长沙，410083）

微机电系统技术的不断发展对聚合物微小零件的先进制造提出了更高要求。集质量小、成本低、耐腐蚀、抗冲击等诸多优势于一体的聚合物微小零件的作用越来越大[1]，但其成型制造面临的材料浪费严重、能耗较高等问题也日益严峻。采用传统螺杆注塑机生产微小零件时，通常有大量聚合物作为浇注系统而被浪费[2]，而且高速高压注射过程和变模温技术的应用既增加了设备能耗，又延长了循环周期。德国IKV研究所[3]针对上述难题提出了超声塑化新理念，基于该理念而发展的超声塑化微注射成型技术可实现“按需上料”，且无需应用变模温技术即可实现微小零件的低速低压成型，极大降低了设备能耗，缩短了成型周期。

国内外研究与应用实践表明，超声塑化微注射成型技术具有材料利用率高、设备能耗低、成型效率高的显著优势，更能满足复杂场合所需特定性能的特种塑料加工要求，在减少昂贵材料浪费的同时，能适应短周期的生产模式。在超声塑化微注射成型过程中，聚合物颗粒在高频超声振动作用下相互摩擦、挤压并产生大量热量后开始熔融[4-5]。另外，高频超声的剪切作用使得相互缠结的分子链逐渐解缠并沿流动方向取向[6]，输出流动性较强的熔体并完成充填、保压、冷却脱模。其中，塑化过程耗时较短，通常在3～8 s 内完成，在“边塑化边注射”模式下，率先完成塑化后的熔体继续受到超声、浇口的剪切作用，对充填过程、充填后的样品收缩率等产生影响。……