将来，薄膜加热将使塑料零件的表面质量大大提高。研究人员还发现了一种使整个过程更加节能的方法。
如果你曾经尝试过制作华夫饼，那么你肯定会熟悉以下问题：只有将铁加热到正确的温度，你才能得到好的华夫饼。同样的原理也适用于使用注塑技术制造塑料零件，如显示器、面板、盖和仪表板。液态塑料熔体被注入钢成型工具中，该工具就像华夫铁一样被加热。关键是要制作一个完美的工具表面铸件，它可以像镜子一样光滑，也可以具有功能性结构。使用注射成型来实现塑料零件所需的结构和功能表面质量的目的是作为一个一步工艺，无需进行任何广泛的精加工工作。该过程还必须经济且节能。
为了制造具有高端表面的塑料零件，整个成型工具使用变温回火技术加热到110摄氏度左右。热塑性材料如聚碳酸酯是在类似的温度下加工的。为了在不损坏模具的情况下取出塑料成品，模具必须冷却20到30摄氏度。弗莱堡弗劳恩霍夫材料力学研究所(IWM)的亚历山大·弗洛姆(Alexander Fromm)解释说，在整个过程重新开始之前，每个生产周期都必须这样做，这“消耗了相当多的能量”。
为了改善这种状况，弗洛姆和他的同事们与莱比锡的昆斯特斯多夫天顶集团合作开发了一种新的回火技术，根据产品的不同，这种技术的能效比目前使用的其他技术高出90%。诀窍是避免加热整个工具；根据所生产的塑料零件，这些零件可能重达半吨甚至更多。现在加热的只是工具表面，它实际上与塑料熔体接触。
微米的薄层
由于薄膜加热，这是可能的。研究人员使用一种叫做溅射的真空涂层技术在成形工具的表面涂上涂层。想象一个台球游戏，球是基础材料的原子-在这个例子中是薄膜。用富含能量的离子撞击它们会使它们在真空室中发生弹跳。溅射的材料以几微米厚的层状沉积在成形工具的表面(1微米等于千分之一毫米)。从这个角度来看，人类的头发大约有80微米厚。这种极薄的涂层不仅可以用来将成型工具表面加热到所需的温度，而且它还能够承受注塑过程中发生的热力学应力。
电绝缘由陶瓷层提供，该陶瓷层将导电加热层与下面的钢工具隔开。真正受热的那层是由一种特殊设计的导电硬质材料制成的。在这种情况下，溅射的挑战不仅在于产生一个完美的绝缘层以避免任何短路，而且还在于将传感器集成到薄膜加热层中。安装在这里的传感器可以测量工具壁的温度，并用于调节制造过程。
为了实现这一目标，研究人员着手集成由镍或镍铬合金制成的极其精细的热电偶，每一个热电偶的厚度只有几百纳米。热电偶可以使用薄膜技术生产，并纳入绝缘层。由于它们的质量极低，热电偶对温度变化的反应非常快，这使得直接测量工具壁的温度成为可能。通过一系列的实验室实验，研究人员能够证明薄膜加热确实可以非常迅速地达到所需的工具壁温度。研究人员现在正在寻找工业合作伙伴来帮助为系列生产做准备。
了下:成型•注射成型组件，快速原型
