光學塑料成型技術是當時制造塑料非球面光學零件的自動成型機的先進技術,它包含打針成型、鑄造成型和約束成型等技術。光學塑料打針成型技術首要用來批量生產直徑為100毫米以下的非球面透鏡光學零件,也可制造微型透鏡陣列。而鑄造和約束成型技術首要用于制造直徑為100毫米以上的非球面透鏡光學零件。
塑料非球面光學零件由于具有重量輕、成本低,光學零件和設備部件可以注塑成為一個全體然后節約設備工作量,以及耐沖擊性能好等長處,在軍事、攝影、醫學、工業等范疇有著十分廣大的運用遠景。例如,在美國AN/AVS-6 型飛行員微光夜視眼鏡中就選用了 9塊非球面塑料透鏡。
另外,在AN/PVS-7步卒微光夜視眼鏡、HOT夜視眼鏡、"銅斑蛇"激光制導炮彈導引頭和其他光電制導導引頭、激光測距機、軍用望遠鏡以及各種照相機的取景器中也都選用了非球面塑料透鏡。美國了TBE公司在制造某種末制導主動導引頭用非球面光學零件時,曾對幾種光學塑料透鏡成型技術做過經濟分析比照,認為選用打針成型技術制造非球面塑料光學透鏡費效比較好。
打針成型技術
打針成型法是將通過加熱成為流體的定量的光學塑料打針到不銹鋼模具中,在加熱加壓條件下成型,后經冷卻固化后,翻開模具便可獲得所需求的光學塑料零件的一種非球面光學塑料透鏡加工技術。該技術的關鍵環節是模具,由于光學塑料模壓成型的工作溫度要求較低,所以對模具的要求相對要比對玻璃模壓成型用模具的要求低一些。
非球面模具超精細加工恰當困難,一般加工都是首要在數控(NC)機床大將模具坯件面磨削成近似非球面,然后用范成精磨法逐漸前進非球面的面形精度和表面粗糙度,終再用拋光法加工成所要求的面形精度和表面粗糙度。然而,由于數控機床的加工精度較低,在模具加工過程中還需對模具重復地進行檢測和修正,逐漸前進模具的精度,因而使模具的成本費用前進。
為改動這種情況,現在模具加工改用剛性好、分辨率高的計算機數控(CNC)超精細非球面加工機床和非球面均勻拋光機進行。首要用計算機數控超精細非球面加工機床,將模坯加工成面形精度達±0.1微米的非球面,然后用拋光機在堅持非球面面形精度不變的條件下均勻地進行輕拋光,大約拋去0.01微米的厚度,使模具表面的粗糙度得到前進。
下面介紹一種由日本人研討開發的澆口密封成型法高精度塑料光學透鏡打針成型技術。
澆口密封成型法的原理
澆口密封成型法,是一種向加熱至樹脂轉化溫度以上的金屬模具中打針熔融的樹脂(注入量應是:冷卻完畢后翻開模具時的樹脂的壓力剛好等于大氣的壓力的量) 后迅速將澆口密封,等溫度和壓力均勻后,在相對容積、溫度-壓力均勻條件下,逐漸冷卻至樹脂的熱變形溫度以下后,翻開模具取出壓型制品的成型方法。
首要,以大約130兆帕的高壓將高溫熔融的樹脂打針到模具中,在高溫(T1)。條件下將澆口密封。密封在模具中的樹脂壓力在均勻化的過程中降至30兆帕
(此刻的溫度為比樹脂轉化溫度高一些的某一溫度T2)。此刻只需模具單體可以堅持其合模力就不要翻開模穴,從樹脂注入初步,通過相對的時刻后,就可從壓型機的合模設備大將單體模具取下。單體模具通過逐漸冷卻后才能開模取出壓型制品。
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