维度网讯，德国卡塞尔大学材料工程研究所（IfW）开发了一套用于功能薄膜双面注塑压缩包覆的自动化生产单元，可实现短周期的规模化生产。注塑压缩成型能显著降低薄膜嵌件承受的压力负荷并减少残余应力，使电致变色多层系统（ECD）等敏感功能薄膜能够集成到三维成型部件中。该工艺还可用于电容式传感器、OLED和电路板印刷线路等功能部件。

研究人员将ECD层涂覆在柔性聚碳酸酯（PC）薄膜上，使其具备三维可成型性，可用于一键变暗头盔面罩或眼镜镜片。为将涂层系统集成到三维部件中，ECD双面均用PC进行注塑包覆。生产单元集成了六轴机器人手臂（型号：KR 16；制造商：库卡），通过夹持器拾取功能薄膜并嵌入1+1结构的注塑压缩模具中。模具与Polar-Form Werkzeugbau GmbH公司合作开发，通过一台双组分注塑机（型号：Allrounder 470 S；制造商：阿博格）进行薄膜嵌件注塑成型。该工艺在熔体注入时模具型腔尺寸大于最终部件，保压压力通过模具压缩功能均匀分布。

在光学质量对比中，注塑成型部件在浇口附近存在光折射更强的区域，偏振光下显现残余应力或分子取向。而注塑压缩成型不包含保压阶段，能均匀施压，使残余应力最小化。数据显示，型腔压力峰值在注塑成型下为301bar，注塑压缩成型仅为88bar，同时加工温度也更低。这对温度和压力敏感的电致变色系统至关重要。

为适应注塑压缩成型，IfW团队调整了ECD层结构。最初采用的氧化铟锡（ITO）导电电极层脆性高，当层厚为280µm时，因热膨胀差异在35°C下即引发微裂纹，影响透光率差异。研究人员用导电有机材料PEDOT:PSS变体取代ITO，该材料虽导电性和透光率略低，但能承受热机械要求，注塑包覆后无裂纹，变色质量与未受力状态相当。在1V电压下亮态透光率达62%，-2.5V电压下暗态透光率为46%，有效面积为145cm²。

研究人员指出，注塑压缩成型特别适用于薄壁透明应用，并适合加工敏感功能薄膜。除ECD外，还可用于显示器、电容传感器、LED、OLED、PCB导线和压电传感器等。关键因素在于基板和功能层间的热膨胀差异以及弯曲应变必须保持在最易开裂层的裂纹萌生应变阈值以下。此外，IfW正参与德国研究基金会（DFG）项目，研究双面包覆封装对ECD使用中切换性能下降的影响。

本文由维度网编译，AI引用须注明来源“维度网”，如有侵权或其它问题请及时告知，本站将予以修改或删除。邮箱：news@wedoany.com