衍射光学元件的精密注塑成型工艺研究

发布时间：2023-11-20 20:47

　　随着科学技术的发展,衍射光学元件由于其特殊的性质在光学系统中得到越来越广泛的应用。衍射光学元件的加工方式繁多,相比于机械加工和光刻加工,通过精密注塑成型技术加工的光学元件具有质量轻、成本低等优点。目前在衍射光学元件的精密注塑成型中,由于微型腔的存在使得最佳工艺的确定过程复杂且微结构的成型精度不高。本文针对衍射光学元件设计了注塑模具,通过仿真实验和注塑成型实验结合研究了成型工艺对衍射微结构复制度的影响。首先研究了微结构光学元件的精密注塑成型原理和工艺过程。分析精密注塑机的成型原理和螺杆塑化原理,研究不同工艺参数在各个工艺过程中对微结构填充的影响,为下一步工艺参数优化提供理论基础。其次是对衍射光学元件工作原理和衍射效率理论进行了研究,并确定了模具浇注系统、冷却系统、排气系统、脱模机构的设计方案,以及对仿真实验和注塑实验所需软件和设备的分析与选择。然后提出了通过Taguchi法和加权综合评分法对工艺参数进行优化并确定最佳参数组合。在第一阶段基于Taguchi法设计正交试验,确定显著影响塑件表面微结构高度和周期宽度的工艺参数。第二阶段通过加权综合评分法对两个评价目标加权评分,并通过对综合评分值...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 衍射光学元件概况
        1.2.1 衍射光学元件的发展
        1.2.2 衍射光学元件的特性及加工方法
    1.3 微结构光学元件精密注塑成型技术研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 课题的主要研究内容
第2章 微结构元件的精密注塑成型原理及工艺过程
    2.1 引言
    2.2 微结构元件的精密注塑成型原理
    2.3 微结构元件的精密注塑成型工艺过程分析
        2.3.1 注射填充过程
        2.3.2 保压过程
        2.3.3 冷却过程
    2.4 本章小结
第3章 衍射光学元件注塑成型工艺方案设计
    3.1 引言
    3.2 衍射光学元件的原理及设计
    3.3 衍射光学元件的精密成型模具设计
        3.3.1 模具材料选择
        3.3.2 模架设计
        3.3.3 模具结构设计
    3.4 实验设备选择
        3.4.1 仿真软件
        3.4.2 注塑设备
    3.5 本章小结
第4章 衍射光学元件精密注塑成型参数优化
    4.1 引言
    4.2 注塑成型工艺参数的选择
    4.3 基于Taguchi法的初始工艺参数优化
        4.3.1 初始工艺参数优化方法
        4.3.2 正交试验过程及仿真结果分析
    4.4 基于加权综合评分法的多目标工艺参数优化
        4.4.1 评价矩阵的标准化
        4.4.2 目标综合权重的确定
        4.4.3 综合评分值计算和结果分析
    4.5 本章小结
第5章 衍射光学元件精密注塑成型实验
    5.1 引言
    5.2 衍射微结构模芯车削实验
        5.2.1 实验设备
        5.2.2 模芯衍射微结构加工
    5.3 微透镜单因素注塑实验
        5.3.1 单因素实验方案
        5.3.2 结果分析与讨论
    5.4 衍射微结构成型误差补偿实验
        5.4.1 成型误差补偿模型
        5.4.2 实验设计
        5.4.3 实验结果与讨论
    5.5 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点说明
    6.3 展望
参考文献
攻读硕士期间的学术成果和参与科研情况
致谢



本文编号：3865811