Med den hurtige udvikling af billedteknologi kan folk optage, hvad der sker, landskaber og mennesker omkring dem i deres kameraer eller mobiltelefoner når som helst og hvor som helst. Kernekomponenterne i disse højteknologiske produkter er netop de optiske komponenter med høj præcision. Tidligere brugte denne slags optiske linse glas som hovedmateriale, men glas har uundgåeligt ulemper såsom høj kvalitet, høj skørhed og høj pris. industri og informationsindustrien. Nøglen til masseproduktion er sprøjtestøbning.
Som vi alle ved, er sprøjtestøbning meget brugt i masseproduktion af plastdele, men traditionel sprøjtestøbningsteknologi er vanskelig at opnå præcisionen af optiske komponenter. For at opnå de nødvendige dimensionstolerancer og overfladekvalitet skal hele proceskæden optimeres. Efter mange års forskning kan præcisionsoptiske komponenter med flere funktioner og rimelige priser nu fremstilles gennem præcisionssprøjtestøbningsteknologi for at imødekomme markedets behov.
Ved at studere sprøjtestøbningsprocessen kan det konstateres, at præcisionssprøjtestøbning har seks åbenlyse forskelle sammenlignet med traditionel sprøjtestøbning.
1. Produktstrukturdesign
For at opnå den bedste overfladekvalitet og de mindste dimensionstolerancer er produktstrukturdesign meget vigtigt. Produktdesignet angiver også plastdelenes dimensionstolerancer. Ud fra nogle erfaringer er de almindelige designprincipper som følger: undgå lokale vægtykkelser af plastdele, hvilket resulterer i krympende hulrum; kontroller størrelsen af den mindste vægtykkelse (bestemt af materialet); der bør ikke være huller, slidser osv. Form en svejselinje; vægtykkelsen bør ikke ændre sig for meget, vælg en jævn overgang; holde vægtykkelsen af plastdelen ensartet.
Da plast er mindre stabilt end glas, er nøjagtigheden af brydningsindekset for plastlinser lavere end for glaslinser. Generelt er ændringsintervallet for plastlinsers brydningsindeks under standardmiljøforhold større end 1 procent, og ændringer i brydningsindekset vil forårsage ændringer i linsens brændvidde. Det kan vides fra fysiske eksperimenter, at brændvidden af en almindelig sfærisk linse bestemmes af brydningsindekset n, linsetykkelsen T og sfærisk radius R, og disse tre parametre har forskellige effekter på brændvidden, blandt andet brydningsindekset n har størst indflydelse. For at reducere ændringen af brydningsindekset skal linsens geometriske tolerance og behandlingsnøjagtighed være strengt markeret under designet.
2. Værktøjsdesign
Værktøjsdesign er lige så vigtigt som produktdesign, og skæreeffekten afspejles direkte på plastdelens overflade. Når præcisionen af plastdele når mikronniveauet (μm), skal værktøjets dimensionelle tolerance være mindre end 1 μm. Selvom dette ikke er en let opgave for værktøjsdesign, er der mange værktøjsenheder at vælge imellem. Det er værd at bemærke, at formstabile knive kræver højstyrkematerialer, der kan rumme forskellige varmebehandlinger, hvis betydning ofte overses. Eksperimenter har vist, at hvis transformationsprocessen af den metallografiske struktur af hærdet stål fra austenit til martensit ikke er fuldstændig afsluttet, vil materialets mikrostruktur ændre sig, hvilket forårsager makroskopiske dimensionsændringer, selv i fravær af belastning. En deformation på 0.01 til 0,001 mm vil forekomme.
3. Sprøjtestøbningsudstyr
Sprøjtestøbeudstyr er en vigtig del af hele proceskæden. Sprøjtestøbeudstyr smelter, plastificerer polymerer, sprøjter dem ind i forme og cirkulerer kontinuerligt. Det kræver præcis styring af hver procesparameter, såsom injektionstemperatur, injektionsvolumen, injektionshastighed, hulrumstryk osv. Nøjagtigheden af sprøjtestøbningsudstyr bestemmer støbningsnøjagtigheden af plastdele.
Præcisionssprøjtestøbningsudstyr er et lukket kredsløb, og dets drift er fuldstændig styret af disse parametre. Under sprøjtestøbning skal enhver mekanisk handling være nøjagtig (såsom paralleliteten af to formmonteringsplader ved bevægelse), og alle dele på udstyret kræver en høj grad af stabilitet. Da støbeudstyrets drivenhed er drevet af elektricitet, har den åbenlyse fordele med hensyn til nøjagtighed og reproducerbarhed og er velegnet til præcisionssprøjtestøbning.
4. Formværkstedets forarbejdningskapacitet
Udover designelementer er præcisionsbearbejdning også en meget vigtig del af sprøjtestøbning. Formbearbejdning skal gennemgå præcis bearbejdning og tæt afstemt montageproces. Hvis denne del af dimensionstolerancen ikke er godt kontrolleret, vil det være vanskeligt at reparere plastdelens dimensionelle tolerance i den senere sprøjtestøbeproces, eller udvalget af sprøjtestøbningsparametre, der kan justeres, er snævrere. Med udviklingen af højhastighedsskæring kan det forudsiges, at præcision højhastigheds multi-akse fræsning gradvist vil erstatte EDM (udladningsbearbejdning).
For at få formindsatsen til at opfylde kvalitetskravene, kan en krystaldiamant bruges som korn i værktøjsmaskinen til drejning. Den største ulempe ved diamantdrejning er, at den ikke direkte kan skære jernholdige metaller, såsom stål, fordi jern vil slide diamanten ret hurtigt. På nuværende tidspunkt har nogle virksomheder forsket i varmebehandlingsprocessen, som er at opnå effekten af enkeltkrystal diamantdrejning ved at forbedre skæreydelsen af legeret værktøjsstål. Tidlige resultater ser meget lovende ud. Vi skal selvfølgelig også være opmærksomme på selve dreje- eller fræseværktøjet, fordi skærekanten af hårdmetaldrejeværktøjet bliver slidt efter højhastighedsdrejning, så det er nødvendigt at bruge en præcisionsslibemaskine til at slibe igen. spidsen af skærkanten. Vi er meget opmærksomme på skæreplanet og skærkanten af disse værktøjer, selv de mindste fejl på skærkanten vil blive afspejlet i det dannede produkt.
5. Sprøjtestøbningsproces
Sprøjtestøbningsprocessen kan opdeles i to typer: traditionel sprøjtestøbning og sprøjtetrykstøbning. Ved traditionel sprøjtestøbning vil der blive genereret intern spænding under afkølingsprocessen af plasten, hvilket vil ændre ydeevnen af plastdelen og forårsage linsepolarisering. For at overvinde denne potentielle indre belastning er en af behandlingsmetoderne udglødning af plastdele, men denne metode vil forårsage deformation af plastdele, hvilket ikke er egnet. Sprøjtetrykstøbning kan nu anvendes. Sprøjtetrykstøbning bruges ofte til at danne produkter med fine strukturer, såsom plastlinser med diffraktionsfunktioner. Den adskiller sig fra den traditionelle sprøjtestøbeproces på flere indlysende måder. Omfanget af dets støbeprocesparametre er opsummeret som følger:
Indsprøjtningstryk (holdetryk): større end 100MPa (afhængigt af plastdele eller materialer); injektionshastighed: afhængig af forme, plastdele og materialer; plastificeringstemperatur: 200-320 grad ; formtemperatur: 100-150 grad ; Støbecyklus: mere end 0,5 min.
Fordi præcisionssprøjtestøbning er en ny type sprøjtestøbningsmetode, er der ingen erfaring at lære af dens støbeparametre. For at opnå passende støbeparametre kan følgende metoder bruges til at prøve. Først designe og fremstille et sæt sprøjtestøbeforme (uden at overveje krympningshastigheden), og i det andet trin skal du vælge en af sprøjtestøbningsparametrene, opdele den i flere differentialer og udføre sprøjtestøbningsoptimering én efter én. Detekter derefter størrelsen af den støbte plastdel, og modificer formen og størrelsen af sprøjtestøbeformen i henhold til plastdelen. Procesparametrene opnået ved denne metode har ofte høj stabilitet og nøjagtighed. Naturligvis er sofistikeret måleudstyr (koordinatmålemaskine), avanceret formværksted (multi-akset fræsecenter) og matematiske muligheder for designdelen (simuleringsanalyse) nødvendige for at implementere denne løsning.
6. Teknikernes evner
For at opnå snævre dimensionstolerancer for plastdele, skal præcisionssprøjtestøbning overvejes helt fra begyndelsen. Overvej forskellige faktorer såsom optisk design, produktstrukturdesign, støbeprocesparametre og støbeudstyr, og overvej disse interagerende faktorer som en helhed, og ingen kan ignoreres. Derfor er det nødvendigt at ansætte nogle højteknologiske og erfarne designingeniører, der kan udføre opgaver som optisk design, produktstrukturdesign, værktøjsdesign, finite element analyse og mold flow analyse. På den anden side, selvom de fleste af operationerne i sprøjtestøbningsprocessen kan styres af computere for at realisere fuldautomatisk produktion, er der stadig brug for nogle højtuddannede og højteknologiske talenter på værkstedet. Fordi styringen af præcisionssprøjtestøbningsprocessen er den mest banebrydende teknologi inden for sprøjtestøbning. Dens typiske egenskab er, at sprøjtestøbemaskinen har en avanceret kontrolgrænseflade, som kræver, at nogen løbende overvåger og justerer vigtige procesparametre i tide, så den menneskelige faktor er meget vigtig.
Med præcisionssprøjtestøbning kan polymeroptik fremstilles i store volumener og med høj præcision. Dette er selvfølgelig kun begyndelsen. Præcisionssprøjtestøbning er stadig ikke perfekt i nogle aspekter, såsom: forskning og udvikling af polymermaterialer, design af sprøjtestøbningsudstyr, påvisning af formstatus, præcisionsmåling af plastdele og anvendelse af støbesimuleringsanalysesoftware. Disse undersøgelser vil helt sikkert give folk bedre optiske plastiklinser.
