Med den snabba utvecklingen av bildteknik kan människor spela in vad som händer, landskap och människor omkring dem i sina kameror eller mobiltelefoner när som helst och var som helst. Kärnkomponenterna i dessa högteknologiska produkter är just de optiska komponenterna med hög precision. Tidigare använde denna typ av optisk lins glas som huvudmaterial, men glas har oundvikligen nackdelar som hög kvalitet, hög sprödhet och högt pris. industrin och informationsindustrin. Nyckeln till massproduktion är formsprutning.
Som vi alla vet används formsprutning i stor utsträckning vid massproduktion av plastdelar, men traditionell formsprutningsteknik är svår att uppnå precisionen hos optiska komponenter. För att uppnå erforderliga dimensionstoleranser och ytkvalitet måste hela processkedjan optimeras. Efter år av forskning kan nu precisionsoptiska komponenter med fler funktioner och rimliga priser tillverkas genom precisionsformsprutningsteknik för att möta marknadens behov.
När man studerar formsprutningsprocessen kan det konstateras att precisionsformsprutning har sex uppenbara skillnader jämfört med traditionell formsprutning.
1. Produktstrukturdesign
För att få den bästa ytkvaliteten och de minsta dimensionstoleranserna är produktstrukturdesignen mycket viktig. Produktdesignen anger även plastdelarnas dimensionella toleranser. Av viss erfarenhet är de vanliga designprinciperna följande: undvik lokal väggtjocklek på plastdelar, vilket resulterar i krympningshåligheter; kontrollera storleken på den minsta väggtjockleken (bestäms av materialet); det ska inte finnas några hål, slitsar etc. Bilda en svetslinje; väggtjockleken bör inte ändras för mycket, välj en smidig övergång; hålla plastdelens väggtjocklek enhetlig.
Eftersom plast är mindre stabil än glas, är noggrannheten för brytningsindex för plastlinser lägre än för glaslinser. Generellt sett, under vanliga miljöförhållanden, är ändringsintervallet i brytningsindex för plastlinser större än 1 procent, och ändringar i brytningsindex kommer att orsaka ändringar i linsens brännvidd. Det kan vara känt från fysikaliska experiment att brännvidden för en vanlig sfärisk lins bestäms av brytningsindex n, linstjocklek T och sfärisk radie R, och dessa tre parametrar har olika effekter på brännvidden, bland annat brytningsindex n har störst inflytande. För att minska förändringen av brytningsindex måste linsens geometriska tolerans och bearbetningsnoggrannhet vara strikt märkt under designen.
2. Verktygsdesign
Verktygsdesign är lika viktigt som produktdesign, och skäreffekten kommer att reflekteras direkt på plastdelens yta. När precisionen hos plastdelar når mikronnivån (μm), måste verktygets dimensionstolerans vara lägre än 1 μm. Även om detta inte är en lätt uppgift för verktygsdesign, finns det många verktygsenheter att välja mellan. Det är värt att notera att dimensionsstabila knivar kräver höghållfasta material som kan ta emot olika värmebehandlingar, vars betydelse ofta förbises. Experiment har visat att om omvandlingsprocessen av den metallografiska strukturen av härdat stål från austenit till martensit inte är helt slutförd, kommer materialets mikrostruktur att förändras, vilket orsakar makroskopiska dimensionsförändringar, även i frånvaro av belastning. En deformation på 0.01 till 0,001 mm kommer att inträffa.
3. Formsprutningsutrustning
Formsprutningsutrustning är en viktig del av hela processkedjan. Formsprutningsutrustning smälter, mjukgör polymerer, sprutar in dem i formar och cirkulerar kontinuerligt. Det kräver exakt kontroll av varje processparameter, såsom injektionstemperatur, injektionsvolym, injektionshastighet, kavitetstryck, etc. Noggrannheten hos formsprutningsutrustningen avgör formningsnoggrannheten för plastdelar.
Precisionsformsprutningsutrustning är en sluten slinga, och dess funktion styrs helt av dessa parametrar. Under formsprutning måste varje mekanisk åtgärd vara korrekt (såsom parallelliteten mellan två formmonteringsplattor vid förflyttning), och alla delar på utrustningen kräver en hög grad av stabilitet. Eftersom drivenheten för formningsutrustningen drivs av elektricitet har den uppenbara fördelar i noggrannhet och reproducerbarhet och är lämplig för precisionsformsprutning.
4. Formverkstadens bearbetningskapacitet
Förutom designelement är precisionsbearbetning också en mycket viktig del av formsprutning. Formbearbetning måste genomgå exakt bearbetning och en nära matchad monteringsprocess. Om denna del av dimensionstoleransen inte är väl kontrollerad kommer det att vara svårt att reparera plastdelens dimensionella tolerans i den senare formsprutningsprocessen, eller så är intervallet av formsprutningsparametrar som kan justeras snävare. Med utvecklingen av höghastighetsskärning kan det förutsägas att precisions- och höghastighets fleraxlig fräsning gradvis kommer att ersätta EDM (utmatningsbearbetning).
För att få forminsatsen att uppfylla kvalitetskraven kan enkristalldiamant användas som korn av verktygsmaskinen för svarvning. Den största nackdelen med diamantsvarvning är att den inte direkt kan skära järnhaltiga metaller, såsom stål, eftersom järn kommer att slita ut diamanten ganska snabbt. För närvarande har vissa företag gjort en del forskning om värmebehandlingsprocessen, vilket är att uppnå effekten av enkristalldiamantsvarvning genom att förbättra skärprestandan hos legerat verktygsstål. Tidiga resultat ser mycket lovande ut. Naturligtvis måste vi också vara uppmärksamma på själva svarv- eller fräsverktyget, eftersom skäreggen på hårdmetallsvarvverktyget kommer att slitas ut efter höghastighetsvarvning, så det är nödvändigt att använda en precisionsslipmaskin för att slipa om spetsen på skäreggen. Vi ägnar stor uppmärksamhet åt skärplanet och skäreggen hos dessa verktyg, även de minsta bristerna på skäreggen kommer att återspeglas i den formade produkten.
5. Formsprutningsprocess
Formsprutningsprocessen kan delas in i två typer: traditionell formsprutning och formsprutning. Vid traditionell formsprutning kommer inre spänningar att genereras under kylningsprocessen av plasten, vilket kommer att förändra plastdelens prestanda och orsaka linspolarisering. För att övervinna denna potentiella inre spänning är en av behandlingsmetoderna glödgning av plastdelar, men denna metod kommer att orsaka deformation av plastdelar, vilket inte är lämpligt. Formsprutning kan nu användas. Formsprutning används ofta för att forma produkter med fina strukturer, såsom plastlinser med diffraktionsfunktioner. Den skiljer sig från den traditionella formsprutningsprocessen på flera uppenbara sätt. Omfattningen av dess formningsprocessparametrar sammanfattas enligt följande:
Insprutningstryck (hålltryck): större än 100MPa (beroende på plastdelar eller material); injektionshastighet: beroende på formar, plastdelar och material; mjukningstemperatur: 200-320 grad ; formtemperatur: 100-150 grad ; Formningscykel: mer än 0,5 min.
Eftersom precisionsformsprutning är en ny typ av formsprutningsmetod, finns det ingen erfarenhet att lära av dess formningsparametrar. För att erhålla lämpliga formningsparametrar kan följande metoder användas för att prova. Först designar och tillverkar du en uppsättning formsprutningsformar (utan att ta hänsyn till krympningshastigheten), och i det andra steget väljer du en av formsprutningsparametrarna, delar upp den i flera differentialer och utför formsprutningsoptimering en efter en. Upptäck sedan storleken på den gjutna plastdelen och modifiera formen och storleken på formsprutningsformen enligt plastdelen. Processparametrarna som erhålls med denna metod har ofta hög stabilitet och noggrannhet. Naturligtvis är sofistikerad mätutrustning (koordinatmätmaskin), avancerad formverkstad (multiaxligt fräscentrum) och matematiska kapaciteter hos designdelen (simuleringsanalys) nödvändiga för att implementera denna lösning.
6. Förmåga hos tekniker
För att uppnå snäva dimensionstoleranser för plastdelar måste precisionsformsprutning övervägas från första början. Överväg olika faktorer som optisk design, produktstrukturdesign, gjutprocessparametrar och gjututrustning, och överväg dessa interagerande faktorer som en helhet, och ingen kan ignoreras. Därför är det nödvändigt att anställa några högteknologiska och erfarna designingenjörer som kan utföra uppgifter som optisk design, produktstrukturdesign, verktygsdesign, finita elementanalys och formflödesanalys. Å andra sidan, även om de flesta av operationerna i formsprutningsprocessen kan styras av datorer för att realisera helautomatisk produktion, behövs fortfarande några högutbildade och högteknologiska talanger i verkstaden. Eftersom kontrollen av precisionsformsprutningsprocessen är den mest banbrytande tekniken inom formsprutningsområdet. Dess typiska egenskap är att formsprutningsmaskinen har ett avancerat kontrollgränssnitt, vilket kräver att någon kontinuerligt övervakar och justerar viktiga processparametrar i tid, så den mänskliga faktorn är mycket viktig.
Med precisionsformsprutning kan polymeroptik tillverkas i stora volymer och med hög precision. Naturligtvis är detta bara början. Precisionsformsprutning är fortfarande inte perfekt i vissa aspekter, såsom: forskning och utveckling av polymermaterial, design av formsprutningsutrustning, detektering av formstatus, precisionsmätning av plastdelar och tillämpning av mjukvara för gjutsimuleringsanalys. Dessa undersökningar kommer säkert att ge människor bättre optiska plastlinser.
