【摘要】：光學元件模壓成型工藝是一種有效的復制加工技術,目前成為國內外研究的熱點,其中非球面光學元件和微結構光學元件模壓成型為主要研究方向。相比非球面光學元件,微結構光學元件由于幾何形狀復雜,數量單元多、結構尺寸小、陣列排布密等特點,在模壓成型過程中存在填充不均勻、不飽和等諸多問題。本文以細V槽光學元件模壓成型中玻璃流變特性為研究對象,開展有關研究工作。根據流變學理論,對適用于描述熔融態(tài)光學玻璃流變模型的本構方程及模型參數進行了較為詳細的研究分析,以松弛時間譜為切入點,介紹了如何通過實驗所得材料物理參數函數反求松弛時間譜近似解的計算方法,并對無法獲取材料參數的情況進行線性化處理,以靜態(tài)動力粘度和靜態(tài)彈性模量求取材料松弛時間變化曲線。然后,為獲取熔融態(tài)光學玻璃靜態(tài)動力粘度參數,通過實驗得到材料動力粘度—溫度變化曲線和流動度—溫度變化曲線。實驗結果表面:熔融態(tài)光學玻璃的動力粘度隨溫度的升高而降低,流動度隨溫度的升高而增長,且在材料剛剛突破轉變溫度TS時,動力粘度曲線呈陡然下降趨勢。又以實驗所用H-QK3L光學玻璃為例,詳細說明了如何利用靜態(tài)動力粘度和靜態(tài)彈性模量獲取熔融態(tài)光學玻璃松弛時間變化曲線的實驗方法。最后,利用MSC.Marc有限元軟件對光學玻璃在陣列細V槽結構的填充效果進行模壓仿真分析,仿真結果可知,伴隨溫度上升,V槽填充效果逐步提高,模壓過程中熔融態(tài)光學玻璃的流動特征主要表現在對邊界位置的V槽填充形態(tài);利用模壓實驗得到陣列細V槽結構光學玻璃的實際填充輪廓,實驗中出現的填充不均勻、不飽和現象,其成因與光學玻璃流變特性存在密切聯系,并結合仿真結果,從溫度效應與位置效應兩方面對成因進行有效分析。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH74
【圖文】：

邐細Ｖ槽光學元件模壓成型中玻璃流變特性研究逡逑光學元件模壓成型工藝分為加熱、加壓、退火和冷卻四個階段［３］，如圖１．１逡逑所示。實際操作過程中，先將玻璃坯料放入下模模芯，并裝配上下模；接著在無逡逑氧環(huán)境中將配合好的模具加熱至預先設定的模壓溫度并對模腔內的玻璃坯料進行逡逑一段時間的保溫處理；待玻璃坯料處于高溫熔融狀態(tài)后，施加壓力使上下合模，逡逑擠壓熔融態(tài)玻璃坯料填充下模溝槽，待合模完畢后保壓一定時間，讓已成型的玻逡逑璃材料慢慢冷卻并逐步釋放內應力；最后將成型玻璃元件迅速冷卻至室溫，開模逡逑取出。光學元件模壓成型的工藝流程簡短，在克服傳統(tǒng)加工方法生產成本過高、逡逑加工效率偏低等缺點的同時，又保留了傳統(tǒng)加工方法下光學元件所達到的優(yōu)異性逡逑能，成型后的光學元件具有面形精度高、一致性好、整體尺寸可控等特點，可實逡逑現流水線生產。在市場需求的推動下

使得在模壓成型過程中存在諸多難點。日本群馬大學研究發(fā)現１６】，使用逡逑模壓成型工藝對單個Ｖ槽結構進行玻璃坯料填充實驗時，存在Ｖ槽填充不飽和、逡逑尺寸傳遞不對稱和退火時變形收縮不一致等工藝缺陷（如圖１．３所示），對成型光逡逑學元件的形狀精度與表面粗糙度產生不良影響。因此利用模壓成型工藝對微結構逡逑光學元件進行加工制造時，存在諸多問題。逡逑圖１．３單個Ｖ槽模壓填充示意圖逡逑（１）

逑元件整體導光性和其他物理特性。例如菲涅爾透鏡中殘余應力過高時，會導致散邐丨逡逑射中心發(fā)生偏差（如圖１．５所示），進而影響其聚光精度。逡逑圖１．５散射中心偏差逡逑（３）

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;模壓成型C型鐵心[J];變壓器;1967年03期

2 李聿全;;聚酚醚塑料模壓成型[J];航空工藝技術;1980年08期

3 熊超;;微機調優(yōu)控制模壓成型工藝[J];機械與電子;1988年02期

4 王曉榮;;低密度材料模壓成型工藝研究[J];內蒙古科技與經濟;2010年24期

5 陳振林;關于合理制定壓制酚醛塑料粉D141“三定”的工藝探討[J];低壓電器;1987年02期

6 沃西源;涂彬;夏英偉;;碳/環(huán)氧模壓成型工藝特性及其影響性能分析[J];航天制造技術;2006年04期

7 張振軍,練元廣;石材模壓成型機的設計[J];液壓氣動與密封;2002年04期

8 付云;閥用模壓成型膨脹石墨填料的使用注意事項[J];潤滑與密封;1992年04期

9 張振軍,練元廣;石材模壓成型機的設計[J];機床與液壓;2001年05期

10 王貴彬;舒小平;;復合材料制品模壓成型有限元分析[J];淮海工學院學報(自然科學版);2013年02期

相關會議論文 前10條

1 馬華東;韓玉省;楊永林;;異型模壓成型工藝前期試驗分析[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

2 高國強;;模壓成型的能耗分析[A];固體廢棄物在城鎮(zhèn)房屋建筑材料的應用研究——中國硅酸鹽學會房建材料分會2006年學術年會論文集[C];2006年

3 孫巖;;模壓成型過程中的復合材料在模腔內的力學分析[A];第九屆中國摩擦密封材料技術交流暨產品展示會論文集[C];2007年

4 程佩芝;趙東;;秸稈碎料模壓成型流變模型的研究[A];北京力學會第11屆學術年會論文摘要集[C];2005年

5 唐波;潘鼎;左鋮;;燃氣舵艙艙體貼層模壓成型工藝理論研究[A];第十五屆全國復合材料學術會議論文集（上冊）[C];2008年

6 李毓陵;陳旭煒;楊廷輝;;機織曲面骨架織物的模壓成型分析[A];復合材料——基礎、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術會議論文集（上）[C];2006年

7 何政保;王勇;施靖;高堯;;模壓成型制備T-ZnOw/PS復合材料[A];2007高技術新材料產業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導報》編委會年會論文集[C];2007年

8 郭書良;段躍新;肇研;羅云烽;;抗撞擊復合材料某構件成型工藝及模具設計研究[A];復合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(上冊)[C];2010年

9 郭書良;段躍新;肇研;羅云烽;;抗撞擊復合材料某構件成型工藝及模具設計研究[A];復合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(上冊)[C];2010年

10 羅光金;;無型腔擠膠模[A];工模具設計與制造資料匯編[C];1980年

相關重要報紙文章 前1條

1 ;紙漿模壓成型機[N];中國包裝報;2004年

相關碩士學位論文 前10條

1 王在富;LFT-D長纖維增強熱塑性復合材料模壓成型工藝研究[D];南京理工大學;2015年

2 朱仲飛;Se基紅外玻璃的微晶強化及模壓成型[D];西安工業(yè)大學;2015年

3 韓偉;基于有限元分析的壓塑模具精密化設計及其制品的試驗研究[D];北京化工大學;2015年

4 趙佳;超高分子量聚乙烯模壓成型研究[D];北京化工大學;2015年

5 唐榮華;長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料成型工藝與實驗研究[D];湖南大學;2016年

6 胡章平;長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料模壓成型工藝研究[D];湖南大學;2015年

7 何國良;光學玻璃精密模壓成型設備結構設計[D];深圳大學;2017年

8 王小權;光學玻璃精密模壓設備總體設計及加熱系統(tǒng)研制[D];深圳大學;2017年

9 王亮;輕質低熱導聚合物復合材料的制備及其性能研究[D];江蘇大學;2017年

10 易成;細V槽光學元件模壓成型中玻璃流變特性研究[D];湖南大學;2017年

本文編號：2790252