Con il rapido sviluppo della tecnologia di imaging, le persone possono registrare ciò che sta accadendo, lo scenario e le persone intorno a loro nelle loro fotocamere o telefoni cellulari sempre e ovunque. I componenti principali di questi prodotti high-tech sono proprio i componenti ottici di alta precisione. In passato, questo tipo di lente ottica utilizzava il vetro come materiale principale, ma il vetro presenta inevitabilmente degli svantaggi come l'alta qualità, l'elevata fragilità e il prezzo elevato. l'industria e l'industria dell'informazione. La chiave per la produzione di massa è lo stampaggio a iniezione.
Come tutti sappiamo, lo stampaggio a iniezione è ampiamente utilizzato nella produzione in serie di parti in plastica, ma la tradizionale tecnologia di stampaggio a iniezione è difficile da raggiungere con la precisione dei componenti ottici. Per ottenere le tolleranze dimensionali e la qualità della superficie richieste, l'intera catena di processo deve essere ottimizzata. Dopo anni di ricerca, è ora possibile realizzare componenti ottici di precisione con più funzioni e prezzi ragionevoli attraverso la tecnologia di stampaggio ad iniezione di precisione per soddisfare le esigenze del mercato.
Studiando il processo di stampaggio ad iniezione, si può scoprire che lo stampaggio ad iniezione di precisione presenta sei ovvie differenze rispetto allo stampaggio ad iniezione tradizionale.
1. Progettazione della struttura del prodotto
Per ottenere la migliore qualità superficiale e le tolleranze dimensionali minime, la progettazione della struttura del prodotto è molto importante. Il design del prodotto indica anche le tolleranze dimensionali delle parti in plastica. Da una certa esperienza, i principi di progettazione comuni sono i seguenti: evitare lo spessore locale delle pareti delle parti in plastica, con conseguenti cavità da restringimento; controllare la dimensione dello spessore minimo della parete (determinato dal materiale); non dovrebbero esserci buchi, fessure, ecc. Formare una linea di saldatura; lo spessore della parete non dovrebbe cambiare troppo, scegli una transizione graduale; mantenere uniforme lo spessore della parete della parte in plastica.
Poiché la plastica è meno stabile del vetro, la precisione dell'indice di rifrazione delle lenti in plastica è inferiore a quella delle lenti in vetro. In generale, in condizioni ambientali standard, l'intervallo di variazione dell'indice di rifrazione delle lenti in plastica è maggiore dell'1% e le variazioni dell'indice di rifrazione causeranno cambiamenti nella lunghezza focale dell'obiettivo. Si può sapere da esperimenti fisici che la lunghezza focale di una comune lente sferica è determinata dall'indice di rifrazione n, dallo spessore della lente T e dal raggio sferico R, e questi tre parametri hanno effetti diversi sulla lunghezza focale, tra cui l'indice di rifrazione n ha la maggiore influenza. Al fine di ridurre la variazione dell'indice di rifrazione, la tolleranza geometrica e la precisione di lavorazione della lente devono essere rigorosamente contrassegnate durante la progettazione.
2. Progettazione dello strumento
Il design dell'utensile è importante quanto il design del prodotto e l'effetto di taglio si rifletterà direttamente sulla superficie della parte in plastica. Quando la precisione delle parti in plastica raggiunge il livello di micron (μm), la tolleranza dimensionale dell'utensile deve essere inferiore a 1 μm. Sebbene questo non sia un compito facile per la progettazione di utensili, ci sono molte unità di utensili tra cui scegliere. Vale la pena notare che i coltelli dimensionalmente stabili richiedono materiali ad alta resistenza in grado di sopportare vari trattamenti termici, la cui importanza è spesso trascurata. La sperimentazione ha dimostrato che se il processo di trasformazione della struttura metallografica dell'acciaio temprato da austenite a martensite non è completamente completato, la microstruttura del materiale si modificherà, provocando variazioni dimensionali macroscopiche, anche in assenza di carico. Si verificherà una deformazione di 0.0da 1 a 0,001 mm.
3. Attrezzature per lo stampaggio ad iniezione
Le attrezzature per lo stampaggio a iniezione sono una parte importante dell'intera catena di processo. Le attrezzature per lo stampaggio a iniezione fondono, plastificano i polimeri, li iniettano negli stampi e circolano continuamente. Richiede un controllo preciso di ogni parametro di processo, come la temperatura di iniezione, il volume di iniezione, la velocità di iniezione, la pressione della cavità, ecc. L'accuratezza delle attrezzature per lo stampaggio a iniezione determina l'accuratezza dello stampaggio delle parti in plastica.
L'attrezzatura per lo stampaggio a iniezione di precisione è un circuito chiuso e il suo funzionamento è completamente controllato da tali parametri. Durante lo stampaggio ad iniezione, ogni azione meccanica deve essere precisa (come il parallelismo di due piastre portastampo durante il movimento) e tutte le parti dell'attrezzatura richiedono un elevato grado di stabilità. Poiché l'unità motrice dell'attrezzatura di stampaggio è azionata dall'elettricità, presenta evidenti vantaggi in termini di precisione e riproducibilità ed è adatta per lo stampaggio ad iniezione di precisione.
4. La capacità di elaborazione dell'officina della muffa
Oltre agli elementi di design, anche la lavorazione di precisione è una parte molto importante dello stampaggio a iniezione. La lavorazione dello stampo deve passare attraverso una lavorazione precisa e un processo di assemblaggio strettamente abbinato. Se questa parte della tolleranza dimensionale non è ben controllata, sarà difficile riparare la tolleranza dimensionale della parte in plastica nel successivo processo di stampaggio ad iniezione, oppure la gamma di parametri di stampaggio ad iniezione che possono essere regolati è più ristretta. Con lo sviluppo del taglio ad alta velocità, si può prevedere che la fresatura multiasse di precisione ad alta velocità sostituirà gradualmente l'elettroerosione (lavorazione a scarica).
Per fare in modo che l'inserto dello stampo soddisfi i requisiti di qualità, il diamante monocristallino può essere utilizzato come grano della macchina utensile per la tornitura. Il più grande svantaggio della tornitura a diamante è che non può tagliare direttamente metalli ferrosi, come l'acciaio, perché il ferro consumerà il diamante piuttosto rapidamente. Allo stato attuale, alcune imprese hanno svolto alcune ricerche sul processo di trattamento termico, che consiste nell'ottenere l'effetto della tornitura diamantata a cristallo singolo migliorando le prestazioni di taglio dell'acciaio per utensili legato. I primi risultati sembrano molto promettenti. Naturalmente, dobbiamo anche prestare attenzione all'utensile di tornitura o fresatura stesso, poiché il tagliente dell'utensile di tornitura in metallo duro cementato si consumerà dopo la tornitura ad alta velocità, quindi è necessario utilizzare una macchina affilatrice di precisione per riaffilare il punta del tagliente. Prestiamo grande attenzione al piano di taglio e al tagliente di questi utensili, anche i più piccoli difetti sul tagliente si rifletteranno nel prodotto formato.
5. Processo di stampaggio ad iniezione
Il processo di stampaggio ad iniezione può essere suddiviso in due tipi: stampaggio ad iniezione tradizionale e stampaggio ad iniezione per compressione. Nello stampaggio a iniezione tradizionale, durante il processo di raffreddamento della plastica verrà generato uno stress interno, che modificherà le prestazioni della parte in plastica e causerà la polarizzazione della lente. Per superare questo potenziale stress interno, uno dei metodi di trattamento è la ricottura delle parti in plastica, ma questo metodo causerà la deformazione delle parti in plastica, che non è adatta. Ora è possibile utilizzare lo stampaggio a iniezione e compressione. Lo stampaggio a iniezione e compressione viene spesso utilizzato per formare prodotti con strutture fini, come lenti in plastica con funzioni di diffrazione. Si differenzia dal tradizionale processo di stampaggio a iniezione in diversi modi evidenti. La portata dei suoi parametri del processo di stampaggio è riassunta come segue:
Pressione di iniezione (pressione di mantenimento): maggiore di 100MPa (a seconda delle parti in plastica o dei materiali); velocità di iniezione: a seconda di stampi, parti in plastica e materiali; temperatura di plastificazione: 200-320 grado ; temperatura dello stampo: 100-150 grado ; Ciclo di stampaggio: più di 0,5 minuti.
Poiché lo stampaggio a iniezione di precisione è un nuovo tipo di metodo di stampaggio a iniezione, non c'è esperienza da imparare dai suoi parametri di stampaggio. Per ottenere parametri di stampaggio adeguati, è possibile utilizzare i seguenti metodi per provare. Innanzitutto, progettare e produrre una serie di stampi a iniezione (senza considerare il tasso di restringimento) e, nella seconda fase, selezionare uno dei parametri di stampaggio a iniezione, suddividerlo in diversi differenziali ed eseguire l'ottimizzazione dello stampaggio a iniezione uno per uno. Quindi rilevare la dimensione della parte in plastica stampata e modificare la forma e le dimensioni dello stampo a iniezione in base alla parte in plastica. I parametri di processo ottenuti con questo metodo hanno spesso un'elevata stabilità e precisione. Naturalmente, per implementare questa soluzione sono necessarie sofisticate apparecchiature di misurazione (macchina di misura a coordinate), officina stampi avanzata (centro di fresatura multiasse) e capacità matematiche del pezzo di progettazione (analisi di simulazione).
6. Capacità dei tecnici
Per ottenere tolleranze dimensionali ristrette per le parti in plastica, è necessario considerare fin dall'inizio lo stampaggio a iniezione di precisione. Considera vari fattori come il design ottico, il design della struttura del prodotto, i parametri del processo di stampaggio e le attrezzature di stampaggio e considera questi fattori interagenti nel loro insieme e nessuno può essere ignorato. Pertanto, è necessario assumere ingegneri di progettazione altamente tecnologici ed esperti in grado di completare attività come progettazione ottica, progettazione della struttura del prodotto, progettazione di utensili, analisi degli elementi finiti e analisi del flusso dello stampo. D'altra parte, sebbene la maggior parte delle operazioni nel processo di stampaggio a iniezione possa essere controllata da computer per realizzare una produzione completamente automatizzata, in officina sono ancora necessari alcuni talenti altamente istruiti e high-tech. Perché il controllo del processo di stampaggio ad iniezione di precisione è la tecnologia più all'avanguardia nel campo dello stampaggio ad iniezione. La sua caratteristica tipica è che la macchina per lo stampaggio a iniezione ha un'interfaccia di controllo avanzata, che richiede a qualcuno di monitorare e regolare continuamente i parametri di processo chiave nel tempo, quindi il fattore umano è molto importante.
Con lo stampaggio ad iniezione di precisione, l'ottica polimerica può essere prodotta in volumi elevati e con elevata precisione. Naturalmente, questo è solo l'inizio. Lo stampaggio ad iniezione di precisione non è ancora perfetto in alcuni aspetti, come: ricerca e sviluppo di materiali polimerici, progettazione di attrezzature per lo stampaggio ad iniezione, rilevamento dello stato dello stampo, misurazione di precisione delle parti in plastica e applicazione del software di analisi della simulazione dello stampaggio. Queste ricerche forniranno sicuramente alle persone migliori lenti ottiche in plastica.
