光學部件的注塑成型
在注射模塑光學部件的過程中,由于不能在其表面進行標注,因此模腔壓力的測定就受到了限制。但為了使用這個重要的過程參數(shù)來進行質(zhì)量監(jiān)控,人們采用了一種使用特殊測量銷釘?shù)姆墙佑|式測量方法來測量空腔壓力。將流路 ..
在注射模塑光學部件的過程中,由于不能在其表面進行標注,因此模腔壓力的測定就受到了限制。但為了使用這個重要的過程參數(shù)來進行質(zhì)量監(jiān)控,人們采用了一種使用特殊測量銷釘?shù)姆墙佑|式測量方法來測量空腔壓力。將流路耦合到pvT圖中來開發(fā)新的加工監(jiān)視技術(shù)。
此處并未包含質(zhì)量上高端的光學組件,正相反,恰好只能用最高的質(zhì)量水平來生產(chǎn)實際應(yīng)用的光學部件。就棱鏡而言,不僅其幾何形狀和表面結(jié)構(gòu)起到了重要作用,而且生產(chǎn)的重復(fù)性也會大大影響諸如內(nèi)應(yīng)力或分子取向之類的產(chǎn)品內(nèi)部性能。因此就個例而言,要在生產(chǎn)過程中評定產(chǎn)品光學性能的話,僅靠檢查部件的幾何形狀或者以肉眼來檢查部件表面是不夠的。進行光學性能測定就顯得更為重要。例如用Shack-Hartmann傳感器(SHS)測得的波陣面的扭曲度就可以作為一個判定結(jié)果?捎脭(shù)學方法推演出更為重要的質(zhì)量函數(shù)。 對諸如注射模塑的連續(xù)生產(chǎn)過程而言,我們很難用上述的方法來進行光學測試。毫無疑問,必須將靈敏的測試裝置從外部來進行安置,這是非常耗時的過程。并且這個過程中我們需要長時間的等待,直到得到測試結(jié)果為止。這會延遲整個生產(chǎn)順序,特別是在開始階段更是如此。一般來講,在上述的時間段內(nèi)機器必須停止工作。考慮到長的生產(chǎn)周期和機器成本,生產(chǎn)出廢品是不可接受的。 制造光學部件的加工變型 在光學部件的注射成型過程中,模塑過程不僅對其幾何形狀有影響,而且對部件的內(nèi)部性能有至關(guān)重要的影響。有關(guān)部件質(zhì)量的研究表明,如由注塑模塑改為注塑-壓縮模塑僅能稍微增加部件幾何尺寸的精度。然而其光學特性則大概能提高7個因子,因而僅通過測試幾何參數(shù)來評估部件的光學性能是不夠的。因此證明注塑-壓縮模塑成型是用來加工光學部件的一個適合方法。在加壓過程中,在壓縮相后直接施加壓力相。壓力以一個等同于均相分布壓力被施加到部件表面。作為與常規(guī)的注塑-壓縮模塑相關(guān)的不同變型的例子,下文將介紹注塑-加壓及膨脹-壓縮模塑。 常規(guī)注塑-壓縮模塑 與標準注塑模塑成型相比,注塑-壓縮模塑允許模具的流路/壁厚比高達500:1。在光學部件的表面沒有轉(zhuǎn)換流痕是很重要的。因此一個循環(huán)中的每個獨立的過程和運動必須連續(xù)貫通。 在填充階段,模具僅打開少許?p隙大小相當于壓縮沖程的值。塑料熔體被注入模具后,壓縮過程就以螺桿位置為函數(shù)而開始了。由于模具是打開的,因此在注塑過程中其內(nèi)部壓力降低甚至完全消失。壓縮階段是通過一個位置可調(diào)節(jié)的螺桿來開始的。在模腔被完全充滿之前,塑料熔體沿流路的末端流動,并且被隨后的壓縮階段壓縮,這也補償了塑料的收縮。 如果模腔在填充的末段階段已被充填滿,則壓縮階段直接開始。利用一些機器上的設(shè)置,在這個階段塑料熔體也可以沿與螺桿施壓相反的方向被壓回塑化單元內(nèi)。用這個方法,能生產(chǎn)出沒有熔接痕或?qū)⑵溥x擇性地轉(zhuǎn)移到部件邊緣區(qū)域的對熔接痕要求高的部件(壁厚比SA/SI≥3的棱鏡,如凹面鏡或者負彎月散射透鏡)。 膨脹-壓縮模塑 利用鎖模單元來實現(xiàn)的膨脹-壓縮模塑更適宜于橫截面處壁厚保持不變的部件的生產(chǎn)。該加工方法的優(yōu)點是填充模塑后并未將應(yīng)力引入到生產(chǎn)的部件中,因為注塑過程中壓力并不是通過螺桿來施加的,而是通過鎖模來實現(xiàn)的。因而模腔內(nèi)的壓力是均勻的,并且塑料熔體能夠幾乎沒有應(yīng)力的被冷卻,從而得到一種具有均勻微結(jié)構(gòu)的部件。 跟標準的注塑成型方法一樣,該方法的塑料熔體填充過程也是在閉合的模具中完成的。在膨脹階段,可能鎖模力逐漸降低的模具通過螺桿被打開到一個限定且可精確重復(fù)的位置。該位置控制所能達到的精度是能成產(chǎn)出壁厚具有重現(xiàn)性的部件的一個關(guān)鍵因素。壓縮過程將模具的壓縮型芯移到壓縮位置。 當?shù)竭_該位置時(直接在模具上進行測量),壓縮過程就開始了,同時填充過程立即停止。壓縮和保壓階段由一個多階段的鎖模力/壓縮力分布所組成。 膨脹壓縮模塑和注射-壓縮模塑都能通過壓縮模具的型芯而不是機器的鎖模單元來改變壓縮比例。然而這僅有在部件需要部分壓縮的情況下才有意義。依賴于注塑模塑機械鎖模單元的概念,然而壓縮過程也可能僅通過型芯來完成。完全的液壓拉桿鎖模單元給用戶提供了最靈活的選擇。 |
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