光盘模压成型工艺要素

2007/8/10 15:04:24

模压光盘需要三件东西：注塑机，模具，原料。模压工艺要求精密的机械设备、严格的工艺控制、高度的可重复性。模压工艺首先要关注的是聚碳酸酯的质量。模压光盘虽然要求：精密的机械设备、严格的工艺控制、高度的可重复性，但模压光盘的基本原理却比较直截了当。实际上, 就需要三件东西：注塑机，模具和原料（一般为聚碳酸脂）。首先将聚碳酸酯加热到熔点，加压使它通过下料喷嘴注入模具腔中，并在模腔内冷却。当聚碳酸酯充分硬化后，打开模具取出盘片。然后模具关闭，工艺重新开始。模压工艺关注的要素之一是聚碳酸酯的质量。因为激光束在播放机中，须穿过聚碳酸酯（然后反射回来），为了能够读出坑点，材料必须是光学纯的。同时也应是没有任何污染的，包括水汽。若水和熔融塑料混合在一个封闭区内，会形成气泡，影响盘片信号的读出。一般情况下, 原料用大容量包装袋发送，或用罐装车运输, 然后直接泵入贮料斗中。粒状原料由此处进入特制干燥器, 干燥后直接自动进入注塑机。在每台注塑机的顶端都有一个重力送料漏斗，使原料自然地落入旋转进给的螺旋丝杆中。一系列的加热器围绕在螺旋丝杆的周围，当原料经过螺旋丝杆时，温度越来越高。在螺旋丝杆的远端是一个小喷嘴。如果一切顺利，塑料到达喷嘴, 温度将升到预期值，使材料一旦注入模具腔，足以流到腔内的每一部分。如果温度不正确，例如太低，盘片的外边缘（距离喷嘴最远）可能缺乏塑料，或者不能精确复制坑点结构。如果温度太高，塑料树酯会燃烧，产生无数微小的黑斑，导致在生产线的末端出现大量的废品盘。原料的处理过程非常重要，包括加热和冷却。模压工艺的心脏就是模具，早期使用通用的注塑机，当第一批盘片生产出来，注塑机须作调整。因为通用注塑机被设计为可生产多种产品，机器相对较大，使用非常重的模具。更换模具需要几个小时，还要借助提升装置。现在，许多专用的光盘注塑机体积大大减小，模具也较小，一个人就可轻松举起模具，并在短暂时间内更换模具。当模压不同的盘片时，不需更换模具，只需更换压模。只有当模具损坏或需要整修时，才更换模具。模具必须精密制作。虽然压模上含有记录信息，但最终的盘片尺寸和形状由模腔决定。模具分成两个部分，一半固定在注塑机上，可装卸压模，利用真空和/或机械手固定在适当的位置。为了移走盘片，模具的另一部分能被拉出。这一部分被称为镜面模块，包含实际的模腔，腔体的底部被精密抛光，类似一个镜面。这样可使模压盘片的播放面完全平坦，表面没有瑕疵。镜面模块的正中央是一个小孔，由此处注入聚碳酸酯。在接近模具中心的地方有一个环形小槽，使最终模压盘片上生成一个凸起的圆环。模具的自然冷却需要很长时间，盘片冷却后才能从模具中取出。为了将模压工艺的周期降到几秒钟，冷却水被泵入专门通道并流经模具，这个工艺环节不能随意,必须谨慎对待，确保既是最有效又是最均匀的冷却。若模具中有热点存在，则盘片冷却时将导致形变。冷却工艺必须严格控制，冷却太快，将导致盘片的双折射太大。双折射的大小取决于材料或材料的成型过程。比如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯-译者注)，用于激光电视唱片，双折射小于聚碳酸酯。盘片在模具内冷却后，镜面模具部分被拉回，取盘机械手到位并取走盘片。在盘片取走之前，水口切割机冲切中心孔，水口从模具的底部掉出。模压工艺周期取决于注塑速度、冷却时间、模具打开和盘片取出的速度。现在模压的周期不是用秒来计量，而是用十分之一秒来计量。虽然模压一张盘片用时3.5秒和3.6秒看起来区别不大，但是对于拥有一台成品率为98％的注塑机的公司来说，十分之一秒意味着45000美元的毛利润。模压工艺后得到的透明盘片只有在溅镀金属反射层后才能在播放机上读出。

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