Med den raske utviklingen av bildeteknologi kan folk registrere hva som skjer, landskap og mennesker rundt dem i kameraene eller mobiltelefonene sine når som helst og hvor som helst. Kjernekomponentene i disse høyteknologiske produktene er nettopp de optiske komponentene med høy presisjon. Tidligere brukte denne typen optiske linser glass som hovedmateriale, men glass har uunngåelig ulemper som høy kvalitet, høy sprøhet og høy pris. industri og informasjonsindustrien. Nøkkelen til masseproduksjon er sprøytestøping.
Som vi alle vet, er sprøytestøping mye brukt i masseproduksjon av plastdeler, men tradisjonell sprøytestøpingsteknologi er vanskelig å oppnå presisjonen til optiske komponenter. For å oppnå de nødvendige dimensjonstoleransene og overflatekvaliteten, må hele prosesskjeden optimaliseres. Etter år med forskning kan presisjonsoptiske komponenter med flere funksjoner og rimelige priser nå lages gjennom presisjonssprøytestøpingsteknologi for å møte markedets behov.
Ved å studere sprøytestøpingsprosessen kan det oppdages at presisjonssprøytestøping har seks åpenbare forskjeller sammenlignet med tradisjonell sprøytestøping.
1. Produktstrukturdesign
For å oppnå den beste overflatekvaliteten og de minste dimensjonstoleransene, er produktstrukturdesign svært viktig. Produktdesignet indikerer også dimensjonstoleransene til plastdelene. Fra noen erfaring er de vanlige designprinsippene som følger: unngå lokal veggtykkelse på plastdeler, noe som resulterer i krympende hulrom; kontroller størrelsen på minimum veggtykkelse (bestemt av materialet); det skal ikke være hull, slisser osv. Form en sveiselinje; veggtykkelsen bør ikke endres for mye, velg en jevn overgang; hold veggtykkelsen på plastdelen jevn.
Siden plast er mindre stabilt enn glass, er nøyaktigheten av brytningsindeksen til plastlinser lavere enn for glasslinser. Generelt sett, under standard miljøforhold, er endringsområdet i brytningsindeksen til plastlinser større enn 1 prosent, og endringer i brytningsindeksen vil forårsake endringer i brennvidden til linsen. Det kan være kjent fra fysiske eksperimenter at brennvidden til en vanlig sfærisk linse bestemmes av brytningsindeksen n, linsetykkelsen T og sfærisk radius R, og disse tre parameterne har forskjellig effekt på brennvidden, blant annet brytningsindeksen n har størst innflytelse. For å redusere endringen av brytningsindeksen, må den geometriske toleransen og prosesseringsnøyaktigheten til linsen være strengt merket under utformingen.
2. Verktøydesign
Verktøydesign er like viktig som produktdesign, og kutteeffekten vil bli direkte reflektert på overflaten av plastdelen. Når presisjonen til plastdeler når mikronnivået (μm), må dimensjonstoleransen til verktøyet være lavere enn 1 μm. Selv om dette ikke er en enkel oppgave for verktøydesign, er det mange verktøyenheter å velge mellom. Det er verdt å merke seg at dimensjonsstabile kniver krever høyfaste materialer som kan romme ulike varmebehandlinger, hvor viktigheten ofte overses. Eksperimenter har vist at hvis transformasjonsprosessen av den metallografiske strukturen til herdet stål fra austenitt til martensitt ikke er fullstendig fullført, vil mikrostrukturen til materialet endres, noe som forårsaker makroskopiske dimensjonsendringer, selv i fravær av belastning. En deformasjon på 0.01 til 0,001 mm vil oppstå.
3. Sprøytestøpeutstyr
Sprøytestøpeutstyr er en viktig del av hele prosesskjeden. Sprøytestøpeutstyr smelter, mykner polymerer, injiserer dem i former og sirkulerer kontinuerlig. Det krever presis kontroll av hver prosessparameter, slik som injeksjonstemperatur, injeksjonsvolum, injeksjonshastighet, hulromstrykk, etc. Nøyaktigheten til sprøytestøpeutstyr bestemmer støpingsnøyaktigheten til plastdeler.
Presisjonssprøytestøpeutstyr er en lukket sløyfe, og driften er fullstendig kontrollert av disse parametrene. Under sprøytestøping må hver mekanisk handling være nøyaktig (for eksempel parallelliteten til to formmonteringsplater ved bevegelse), og alle deler på utstyret krever en høy grad av stabilitet. Siden drivenheten til støpeutstyret drives av elektrisitet, har den åpenbare fordeler med hensyn til nøyaktighet og reproduserbarhet, og er egnet for presisjonssprøytestøping.
4. Behandlingskapasiteten til formverkstedet
Bortsett fra designelementer, er presisjonsbearbeiding også en svært viktig del av sprøytestøping. Formbehandling må gå gjennom nøyaktig maskinering og tett tilpasset monteringsprosess. Hvis denne delen av dimensjonstoleransen ikke er godt kontrollert, vil det være vanskelig å reparere dimensjonstoleransen til plastdelen i den senere sprøytestøpeprosessen, eller utvalget av sprøytestøpeparametre som kan justeres er smalere. Med utviklingen av høyhastighetsskjæring kan det forutsies at presisjon høyhastighets flerakset fresing gradvis vil erstatte EDM (discharge machining).
For å få forminnsatsen til å oppfylle kvalitetskravene, kan en krystalldiamant brukes som korn av maskinverktøyet for dreiing. Den største ulempen med diamantdreiing er at den ikke kan skjære direkte i jernholdige metaller, for eksempel stål, fordi jern vil slite ut diamanten ganske raskt. For tiden har noen bedrifter forsket litt på varmebehandlingsprosessen, som er å oppnå effekten av diamantdreiing av en krystall ved å forbedre skjæreytelsen til legert verktøystål. Tidlige resultater ser veldig lovende ut. Selvfølgelig må vi også ta hensyn til selve dreie- eller freseverktøyet, fordi skjærekanten til dreieverktøyet i hardmetall vil slites ut etter høyhastighetsdreiing, så det er nødvendig å bruke en presisjonsslipemaskin for å slipe på nytt spissen av skjærekanten. Vi legger stor vekt på skjæreplanet og skjærekanten til disse verktøyene, selv de minste feilene på skjærekanten vil reflekteres i det dannede produktet.
5. Sprøytestøpeprosess
Sprøytestøpingsprosessen kan deles inn i to typer: tradisjonell sprøytestøping og injeksjonspressstøping. Ved tradisjonell sprøytestøping vil intern spenning genereres under kjøleprosessen av plasten, noe som vil endre ytelsen til plastdelen og forårsake linsepolarisering. For å overvinne denne potensielle indre spenningen er en av behandlingsmetodene gløding av plastdeler, men denne metoden vil forårsake deformasjon av plastdeler, noe som ikke er egnet. Sprøytepressstøping kan nå brukes. Sprøytepressstøping brukes ofte for å danne produkter med fine strukturer, for eksempel plastlinser med diffraksjonsfunksjoner. Den skiller seg fra den tradisjonelle sprøytestøpeprosessen på flere åpenbare måter. Omfanget av støpeprosessparametrene er oppsummert som følger:
Injeksjonstrykk (holdetrykk): større enn 100MPa (avhengig av plastdeler eller materialer); injeksjonshastighet: avhengig av former, plastdeler og materialer; plastiseringstemperatur: 200-320 grad ; formtemperatur: 100-150 grad ; Støpesyklus: mer enn 0,5 min.
Fordi presisjonssprøytestøping er en ny type sprøytestøpingsmetode, er det ingen erfaring å lære av støpeparametrene. For å oppnå passende støpeparametere kan følgende metoder brukes for å prøve. Først designe og produsere et sett med sprøytestøpeformer (uten å vurdere krympingshastigheten), og i det andre trinnet, velg en av sprøytestøpingsparametrene, del den inn i flere differensialer og utfør sprøytestøpingsoptimalisering en etter en. Deretter oppdager størrelsen på den støpte plastdelen, og modifiser formen og størrelsen på sprøyteformen i henhold til plastdelen. Prosessparametrene oppnådd ved denne metoden har ofte høy stabilitet og nøyaktighet. Selvfølgelig er sofistikert måleutstyr (koordinatmålemaskin), avansert formverksted (multi-akse fresesenter) og matematiske evner til designdelen (simuleringsanalyse) nødvendig for å implementere denne løsningen.
6. Evne til teknikere
For å oppnå stramme dimensjonstoleranser for plastdeler, må presisjonssprøytestøping vurderes helt fra begynnelsen. Vurder ulike faktorer som optisk design, produktstrukturdesign, støpeprosessparametere og støpeutstyr, og vurder disse samvirkende faktorene som en helhet, og ingen kan ignoreres. Derfor er det nødvendig å ansette noen høyteknologiske og erfarne designingeniører som kan utføre oppgaver som optisk design, produktstrukturdesign, verktøydesign, finite element analyse og mold flow analyse. På den annen side, selv om de fleste operasjonene i sprøytestøpeprosessen kan styres av datamaskiner for å realisere helautomatisert produksjon, er det fortsatt behov for noen høyt utdannede og høyteknologiske talenter i verkstedet. Fordi kontrollen av presisjonssprøytestøpingsprosessen er den mest banebrytende teknologien innen sprøytestøping. Dens typiske funksjon er at sprøytestøpemaskinen har et avansert kontrollgrensesnitt, som krever at noen kontinuerlig overvåker og justerer nøkkelprosessparametere i tide, så den menneskelige faktoren er veldig viktig.
Med presisjonssprøytestøping kan polymeroptikk produseres i store volumer og med høy presisjon. Selvfølgelig er dette bare begynnelsen. Presisjonssprøytestøping er fortsatt ikke perfekt i noen aspekter, for eksempel: forskning og utvikling av polymermaterialer, design av sprøytestøpeutstyr, påvisning av muggstatus, presisjonsmåling av plastdeler og bruk av programvare for støpesimulering. Disse undersøkelsene vil helt sikkert gi folk bedre optiske linser av plast.
