光學(xué)塑膠鏡片精密注射成型工藝分析

朱國芳

摘 要 在當(dāng)今的光學(xué)成像行業(yè)中，光學(xué)塑膠鏡片已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，光學(xué)塑膠鏡片的精密注射成型工藝也越來越受到相關(guān)研究人員的重視?；谶@一情況，本文對其成型工藝進行分析，希望可以對光學(xué)塑膠鏡片的應(yīng)用、研究與發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞 光學(xué)成像技術(shù);光學(xué)塑膠鏡片;精密注射;成型工藝

引言

在塑料制品的生產(chǎn)加工方法中，一項主要的加工方法就是注射成型。隨著精密注射成型技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)注射成型工藝之中精度不足的問題得到了有效解決。憑借著極高的精密度和穩(wěn)定的性能，精密注射成型技術(shù)在光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工之中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。

1光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)要求分析

1.1 透明性

作為一種光學(xué)透明材料，光學(xué)塑膠鏡片的一個主要生產(chǎn)要求就是透明性，當(dāng)光線通過空氣射入高分子介質(zhì)里面后，吸收、散射以及表面反射都會造成光線的損失。一般地，光線反射率R和高分子折射率n之間的關(guān)系式為：

如果某材質(zhì)在空氣之中的折射率為1.586，則其光線反射率R的值為0.051，也就是說，該材質(zhì)在空氣之中的反射率是5.1%，由此可見，該材質(zhì)和空氣界面之間的光線損耗非常小，因此該材質(zhì)有著很好的透明性。

1.2 耐熱性

因為光學(xué)塑膠鏡片屬于一種光學(xué)專用的材質(zhì)，所以其耐熱性能一定要得到保障，只有具備良好的耐熱性，光學(xué)塑膠鏡片制品才可以具備良好的光學(xué)性能[1]。

1.3 雙折射

對于光學(xué)塑膠鏡片而言，其雙折射現(xiàn)象也叫作應(yīng)力雙折射，在材質(zhì)的固化成型過程中，如果出現(xiàn)攪拌不均勻、分子取向差異，或者是固化溫度存在差異等的情況都可能導(dǎo)致這一現(xiàn)象的發(fā)生。雙折射可以將各種材料的光學(xué)性能差異表現(xiàn)出來，也就是在水平方向上和豎直方向上都會出現(xiàn)光折射率的差值，這樣的情況就容易在成像時出現(xiàn)歪影現(xiàn)象，所以，就理論而言，光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)過程中，不應(yīng)該出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象[2]。

2光學(xué)塑膠鏡片的精密注射成型技術(shù)要點分析

2.1 精密注射成型工藝相關(guān)參數(shù)

在通過精密注射成型技術(shù)進行光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工過程中，需要對其工藝參數(shù)加以高度重視，并嚴格按照規(guī)定的參數(shù)進行加工。下表就是光學(xué)塑膠鏡片精密注射成型工藝的相關(guān)參數(shù)：

2.2 模具材料

在進行光學(xué)塑膠鏡片的精密注射成型過程中，可以將理論透光率極高的PMMA作為模具，根據(jù)設(shè)計的要求，模具腔表面的光潔度一定要達到鏡面的級別，同時，因為鑲塊不可以進行手工拋光，所以應(yīng)用到的所有材質(zhì)硬度都一定要嚴格符合超精密儀器設(shè)備的相關(guān)要求，因此，該工藝的第一步就是選擇合適的模具材質(zhì)。經(jīng)大量的實踐與對比發(fā)現(xiàn)，瑞典STAVAX--ESR材質(zhì)可以作為該工藝之中的首選材質(zhì)，該材質(zhì)的淬火回火硬度可以達到HRC50，而且拋光性能極佳，與光學(xué)塑膠鏡片對于表面的要求十分相符。

2.3 可調(diào)式模芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在進行光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工之中，一個最關(guān)鍵的特征就體現(xiàn)在其光效要求方面，這與普通塑料的表面材質(zhì)、尺寸等的簡單要求有著很大的差別。因此在通過精密注射成型工藝進行光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工過程中，為了更加便于調(diào)整，在每一個光學(xué)模芯底面都進行了調(diào)整墊的設(shè)置，通過對調(diào)整墊高度的多次調(diào)整，并借助于光學(xué)軟件進行計算和分析，就可以對模芯高度以及鏡片光效的關(guān)系進行確定。在對樣件進行測試的時候，可以將光效的分布形態(tài)以及不良特征對于亮點、網(wǎng)格以及暗紋等的影響作為依據(jù)，以此來實現(xiàn)對光效問題的針對性調(diào)整。通過這樣的方式，不僅可以有效減少試驗的次數(shù)，同時也實現(xiàn)生產(chǎn)成本的進一步降低。

2.4 頂出結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在進行模具的設(shè)計過程中，一項關(guān)鍵的內(nèi)容就是對頂出平衡問題的控制，因為塑件自身的造型性質(zhì)和PMMA材料的性質(zhì)都比較特殊，所以如果出現(xiàn)了頂出不平衡現(xiàn)象，塑件就很可能發(fā)生頂偏、頂裂等的很多問題，進而使其外觀存在缺陷，提升廢品率，嚴重的情況下甚至?xí)霈F(xiàn)頂桿斷裂的問題，進而對模具造成損傷，這樣的情況不僅會大量耗費生產(chǎn)的時間，同時也會在很大程度上增加生產(chǎn)和維修的成本。對于這樣的情況，在通過精密注射技術(shù)進行光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工過程中，可以通過適當(dāng)增大頂桿和塑件之間接觸面積的方法來提升頂出的平穩(wěn)性，通過適當(dāng)縮短鏡片中心距離的方法來加大頂出的力度。

3結(jié)束語

綜上所述，隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工工藝也在不斷進步。將精密注射成型工藝應(yīng)用到光學(xué)塑膠鏡片的生產(chǎn)加工之中，可進一步提升加工的精度，解決傳統(tǒng)加工工藝之中精度不足的問題。但是由于精密注射成型工藝對于參數(shù)的要求和操作技術(shù)的要求很高，所以在應(yīng)用這種方式進行具體的生產(chǎn)加工過程中，操作人員一定要根據(jù)光學(xué)塑膠鏡片的實際生產(chǎn)要求，嚴格按照相關(guān)的標準進行操作，并注重模具材質(zhì)的合理選擇、可調(diào)式模芯結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計以及頂出結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計。這樣才可以有效保障生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

參考文獻

[1] 劉克儉. 光學(xué)塑料制品注塑成型技術(shù)方案探析[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2019，45（16）：9-14.

[2] 唐昆，孔明慧，朱勇建，等. 小口徑雙非球面硫系玻璃鏡片精密模壓成型實驗研究[J]. 紅外與激光工程，2018，47（4）：224-232.