光盤注塑機的要求及技術難點

近日，喜聞由廣東泓利機器有限公司通過自主創新研制成功的光盤生產線中最關鍵的設備———光盤基片的精密注塑機已得到國家新聞出版總署《關于同意購買國產化光盤生產線的批復》（新出印〔2005〕1167號），批復中同意銷售首條國產化光盤生產線，這個“準生證”的意義非同尋常。人們常常把能否注塑成型出合格的塑料光盤基片來衡量精密注塑機的精度，因此，光盤基片的生產成了精密注塑機頂級技術的標志。所以說，廣東泓利機器有限公司自主創新研制成功并正式投入市場的光盤注塑機是我國注塑機行業劃時代的事件和里程碑，標志著我國注塑機走入了精密和超精密時代。

為什么可以用能否注塑出合格的光盤基片來衡量注塑機精密成型的水平呢？這是由光盤基片的形狀和性能要求決定的。光盤是用于儲存大量細微的信息，為此，在光盤的基片上要刻入大量高精度的槽紋，以儲存信息符號，其槽紋的尺寸精度達納米級（深度僅0.11μm的凹槽是靠注塑機注射模壓制成），因此對基片的精度、質量均勻性和模壓過程的穩定性提出了極高的要求；光盤基片的形狀尺寸決定了它在成型過程的難度，基片外徑120mm或80mm，而厚度小于1.2mm,這意味著模腔中流道的流程比(流程與流道深度之比)很大,塑料熔體充模成型出的制品質量不易均勻,再加上基片是圓盤形,主繞道設在盤的中心,注入的塑料熔體進入模腔后,必須沿圓周360度的各個方向快速均勻的推進,才能有序地徑向流向盤緣,假如在流程中出現局部流速過快、竄流或輔流等情況,都會導致局部分子取向形成內應力,或者基片各部位冷卻速度不均勻,也將導致形成內應力,這些都會影響基片質量的均勻性,再加上生產效率及可靠性的高要求，因此一臺注塑機能注射成型這樣的薄壁圓盤,并達到光盤基片的質量要求,說明這臺注塑機的結構設計、控制系統和工藝條件均已達到精密注塑機的要求，否則就不可能成型出這樣高精度制品。

除此之外，精密注射成型要重點解決的技術關鍵問題有三個：

①控制精度在0.015mm以內；

②制品尺寸精度在厚度方向控制在0.002mm以內；

③注射重量重復精度控制在0.3%以內。以上三個技術關鍵問題關系到一系列相關技術，如：制造技術、裝配技術和伺服反饋閉環控制技術等，它們是許多光、機、電、液等頂尖高科技的集成，如在高速注射（1000mm/s）時，閉環控制的方式和難度相當于導彈的制導，難度具體體現為：即時反應、時間短和慣量大。

為滿足上述要求，注塑機合模機構的系統剛性必須與模具的剛性合理地匹配，以保證變形精度和定位精度在所控制的范圍之內，注塑部件必須保證PC熔料的塑化質量和高速塑化能力，而且熔料溫度要均勻，防止熱應力而引起的光盤變形，為此要精心設計注塑螺桿、噴咀和模具流道的結構，幾何形狀及尺寸。注塑機的機電液一體化系統必須保證對壓力、速度、位移、時間和溫度等參數靈敏而準確地控制與調節，建立帶有信號檢測并靈敏反饋的閉環控制，否則就難以保證光盤制品在數以千萬次計的注塑成型中，保持光盤穩定的重復精度。

我國目前雖有不少VCD和DVD的生產線，但皆為清一色的進口機，這次廣東泓利機器有限公司制造的光盤精密注塑機正式投入市場，實現了國產光盤注塑機真正意義上“零”的突破，意味著一段全部依賴進口設備生產光盤的歷史被終結，一個國產光盤注塑機替代進口設備新時代的誕生。

在中國，有不少老一代的科技工作者為中國的精密塑機行業奮斗了幾十年，可是由于精密注塑機涉及光、機、電、液等領域的尖端技術，我國原有技術基礎較差，絕大多數企業的技術來源于引進香港、臺灣技術或仿制日本、德國產品，盡管在上世紀80年代或90年代初有企業自稱開發出精密注塑機，但事實上不過是采用了較為先進的電控元件和液壓元件而已，我國精密注塑機發展緩慢的主要原因是我國國內許多廠家只能靠引進技術或仿造測繪，無自主開發新產品能力。最后發現中國的塑機技術水平與國外先進水平的差距是越來越大，甚至存在20年以上差距，許多企業僅能生產普通精度要求不高的產品。

廣東泓利機器有限公司10多年來一直堅持全液壓式注塑機生產，是由獲得美國等國專利并轉化為生產力的典型企業，其所有產品及技術基礎都是自主研發的，并全部具有自主知識產權，能在精密注射成型方面取得如此大的突破在技術型企業中極為罕見。