成像光學塑料透鏡的精密注塑成型技術研究
發(fā)布時間：2021-01-07 07:27
隨著塑料透鏡在成像光學系統(tǒng)中的快速應用和發(fā)展,光學行業(yè)對成像光學塑料透鏡的制造需求越來越迫切。精密注塑成型技術作為成像光學塑料透鏡的主要生產(chǎn)技術,因其具有高精度、高效益、高效率等優(yōu)點,越來越受到業(yè)界的重視。目前對成像光學塑料透鏡精密注塑成型技術的研究仍然存在一些不足,如注塑工藝參數(shù)僅通過簡單試驗來確定,使得塑料透鏡經(jīng)常無法滿足成像光學的面型精度要求;對于收縮嚴重的大口徑塑料透鏡,無法僅依靠調節(jié)注塑工藝參數(shù)來滿足成像光學的面型精度要求。本文主要研究成像光學塑料透鏡面型精度的影響因素,提出一種塑料透鏡面型誤差的補償方法,確定一套適用于不同口徑成像光學塑料透鏡的精密注塑成型工藝方案。首先對精密注塑成型原理和工藝過程進行深入研究,分析各個注塑工藝參數(shù)對不同階段注塑工藝過程的影響,為后續(xù)工藝參數(shù)優(yōu)化實驗提供理論基礎。其次對注塑材料、模具和實驗設備進行合理選擇。選取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作為塑料原料,并確定流道系統(tǒng)、腔體數(shù)目、頂出系統(tǒng)的模具設計方案以及仿真實驗與實際注塑相結合的實驗方案,為工藝參數(shù)的優(yōu)化實驗提供指導方案。再次基于Taguchi-RSM法采用分階段優(yōu)化的方法,確定最優(yōu)工藝參數(shù)組...
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同注塑工藝下薄壁透鏡微結構
a) b)圖 1.1 不同注塑工藝下薄壁透鏡微結構a)傳統(tǒng)注塑成型 b)精密注塑成型仿真軟件研究熔體溫度、模具溫度、保壓壓力和的殘余應力和翹曲的影響，研究發(fā)現(xiàn)相對于其他在塑料透鏡厚度方向上的影響更為顯著。過反復多次的注塑實驗發(fā)現(xiàn)注塑工藝參數(shù)的選的產(chǎn)生，這部分殘余應力會顯著影響塑料透鏡結透鏡殘余應力的方法，延長了塑料透鏡的使用壽 1.2 所示。
a) b)圖 1.3 Moldflow 軟件模擬不同透鏡表面殘余應力大小a)前表面 b)后表面Holthusen[20]等利用單點金剛石加工技術對注塑模芯進行衍射微結構的超精。為了研究不同塑料原料對衍射微結構表面的復制程度，他們采用三種不同PMMA，COC，COP）對帶有衍射微結構的模芯進行精密注塑成型，研究發(fā)現(xiàn)塑工藝參數(shù)下 PMMA 作為注塑材料的衍射微結構表面優(yōu)于其他兩種注塑材料微結構表面。Aidibe[21]等研究不同加工工藝下的注塑模芯對 LED 塑料透鏡的表面質量的影究發(fā)現(xiàn)不同類型的表面紋理不能只用單一參數(shù)描述表面質量，粗糙度 Ra 不是料透鏡表面質量的唯一參數(shù)。同時提出了一個重要參數(shù)，更精確地表現(xiàn)了不同藝下塑料透鏡表面質量的好壞，如圖 1.4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Pro/E的塑料錐齒輪注塑成型工藝參數(shù)設計與優(yōu)化[J]. 潘秀石,陳堂敏. 塑料. 2014(05)
[2]基于Moldflow的打印機上蓋注塑模具優(yōu)化設計[J]. 崔偉清,王勝凱,任雯. 塑料. 2012(06)
[3]注射成型和注射壓縮成型透明件的光學性能對比與分析[J]. 陳宇宏,袁淵,劉小艷,郭丹丹,白一峰. 航空材料學報. 2011(02)
[4]精密注塑成型PVT最佳保壓控制[J]. 齊斌,卜秋祥,張霄,陳海英,尹清珍. 塑料工業(yè). 2011(03)
[5]微尺度效應下的聚合物熔體粘度理論及試驗[J]. 徐斌,王敏杰,于同敏,趙丹陽. 機械工程學報. 2010(19)
[6]注射參數(shù)對注塑拉伸試樣成型的影響[J]. 孫斌. 理化檢驗(物理分冊). 2010(04)
[7]薄壁塑件注射壓縮成型工藝的模擬分析[J]. 許菲,王克儉,顏悅. 塑料. 2010(01)
[8]光學塑料非球面技術的發(fā)展趨勢[J]. 辛企明. 激光與光電子學進展. 2009(12)
[9]微注塑成形中熔體充模流動分析及其數(shù)值模擬[J]. 莊儉,于同敏,王敏杰. 機械工程學報. 2008(09)
[10]自由曲面光學透鏡注射成型誤差因素研究[J]. 杜雪,王爾祺,李榮彬,張志輝. 應用光學. 2007(06)
博士論文
[1]粘彈性聚合物熔體注射成型模型化理論與數(shù)值模擬研究[D]. 陳靜波.鄭州大學 2003
碩士論文
[1]聚碳酸酯汽車玻璃注塑壓縮成型數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 郭麗娜.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]非球面透鏡微注塑成型仿真試驗研究[D]. 李振濤.天津大學 2014
[3]塑料非球面光學鏡片注塑成型的工藝研究[D]. 付永祥.武漢理工大學 2008
本文編號：2962164
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同注塑工藝下薄壁透鏡微結構
a) b)圖 1.1 不同注塑工藝下薄壁透鏡微結構a)傳統(tǒng)注塑成型 b)精密注塑成型仿真軟件研究熔體溫度、模具溫度、保壓壓力和的殘余應力和翹曲的影響，研究發(fā)現(xiàn)相對于其他在塑料透鏡厚度方向上的影響更為顯著。過反復多次的注塑實驗發(fā)現(xiàn)注塑工藝參數(shù)的選的產(chǎn)生，這部分殘余應力會顯著影響塑料透鏡結透鏡殘余應力的方法，延長了塑料透鏡的使用壽 1.2 所示。
a) b)圖 1.3 Moldflow 軟件模擬不同透鏡表面殘余應力大小a)前表面 b)后表面Holthusen[20]等利用單點金剛石加工技術對注塑模芯進行衍射微結構的超精。為了研究不同塑料原料對衍射微結構表面的復制程度，他們采用三種不同PMMA，COC，COP）對帶有衍射微結構的模芯進行精密注塑成型，研究發(fā)現(xiàn)塑工藝參數(shù)下 PMMA 作為注塑材料的衍射微結構表面優(yōu)于其他兩種注塑材料微結構表面。Aidibe[21]等研究不同加工工藝下的注塑模芯對 LED 塑料透鏡的表面質量的影究發(fā)現(xiàn)不同類型的表面紋理不能只用單一參數(shù)描述表面質量，粗糙度 Ra 不是料透鏡表面質量的唯一參數(shù)。同時提出了一個重要參數(shù)，更精確地表現(xiàn)了不同藝下塑料透鏡表面質量的好壞，如圖 1.4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Pro/E的塑料錐齒輪注塑成型工藝參數(shù)設計與優(yōu)化[J]. 潘秀石,陳堂敏. 塑料. 2014(05)
[2]基于Moldflow的打印機上蓋注塑模具優(yōu)化設計[J]. 崔偉清,王勝凱,任雯. 塑料. 2012(06)
[3]注射成型和注射壓縮成型透明件的光學性能對比與分析[J]. 陳宇宏,袁淵,劉小艷,郭丹丹,白一峰. 航空材料學報. 2011(02)
[4]精密注塑成型PVT最佳保壓控制[J]. 齊斌,卜秋祥,張霄,陳海英,尹清珍. 塑料工業(yè). 2011(03)
[5]微尺度效應下的聚合物熔體粘度理論及試驗[J]. 徐斌,王敏杰,于同敏,趙丹陽. 機械工程學報. 2010(19)
[6]注射參數(shù)對注塑拉伸試樣成型的影響[J]. 孫斌. 理化檢驗(物理分冊). 2010(04)
[7]薄壁塑件注射壓縮成型工藝的模擬分析[J]. 許菲,王克儉,顏悅. 塑料. 2010(01)
[8]光學塑料非球面技術的發(fā)展趨勢[J]. 辛企明. 激光與光電子學進展. 2009(12)
[9]微注塑成形中熔體充模流動分析及其數(shù)值模擬[J]. 莊儉,于同敏,王敏杰. 機械工程學報. 2008(09)
[10]自由曲面光學透鏡注射成型誤差因素研究[J]. 杜雪,王爾祺,李榮彬,張志輝. 應用光學. 2007(06)
博士論文
[1]粘彈性聚合物熔體注射成型模型化理論與數(shù)值模擬研究[D]. 陳靜波.鄭州大學 2003
碩士論文
[1]聚碳酸酯汽車玻璃注塑壓縮成型數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 郭麗娜.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]非球面透鏡微注塑成型仿真試驗研究[D]. 李振濤.天津大學 2014
[3]塑料非球面光學鏡片注塑成型的工藝研究[D]. 付永祥.武漢理工大學 2008
本文編號：2962164
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