成像光学塑料透镜的精密注塑成型技术研究
发布时间：2021-01-07 07:27
随着塑料透镜在成像光学系统中的快速应用和发展,光学行业对成像光学塑料透镜的制造需求越来越迫切。精密注塑成型技术作为成像光学塑料透镜的主要生产技术,因其具有高精度、高效益、高效率等优点,越来越受到业界的重视。目前对成像光学塑料透镜精密注塑成型技术的研究仍然存在一些不足,如注塑工艺参数仅通过简单试验来确定,使得塑料透镜经常无法满足成像光学的面型精度要求;对于收缩严重的大口径塑料透镜,无法仅依靠调节注塑工艺参数来满足成像光学的面型精度要求。本文主要研究成像光学塑料透镜面型精度的影响因素,提出一种塑料透镜面型误差的补偿方法,确定一套适用于不同口径成像光学塑料透镜的精密注塑成型工艺方案。首先对精密注塑成型原理和工艺过程进行深入研究,分析各个注塑工艺参数对不同阶段注塑工艺过程的影响,为后续工艺参数优化实验提供理论基础。其次对注塑材料、模具和实验设备进行合理选择。选取聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为塑料原料,并确定流道系统、腔体数目、顶出系统的模具设计方案以及仿真实验与实际注塑相结合的实验方案,为工艺参数的优化实验提供指导方案。再次基于Taguchi-RSM法采用分阶段优化的方法,确定最优工艺参数组...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同注塑工艺下薄壁透镜微结构
a) b)图 1.1 不同注塑工艺下薄壁透镜微结构a)传统注塑成型 b)精密注塑成型仿真软件研究熔体温度、模具温度、保压压力和的残余应力和翘曲的影响，研究发现相对于其他在塑料透镜厚度方向上的影响更为显著。过反复多次的注塑实验发现注塑工艺参数的选的产生，这部分残余应力会显著影响塑料透镜结透镜残余应力的方法，延长了塑料透镜的使用寿 1.2 所示。
a) b)图 1.3 Moldflow 软件模拟不同透镜表面残余应力大小a)前表面 b)后表面Holthusen[20]等利用单点金刚石加工技术对注塑模芯进行衍射微结构的超精。为了研究不同塑料原料对衍射微结构表面的复制程度，他们采用三种不同PMMA，COC，COP）对带有衍射微结构的模芯进行精密注塑成型，研究发现塑工艺参数下 PMMA 作为注塑材料的衍射微结构表面优于其他两种注塑材料微结构表面。Aidibe[21]等研究不同加工工艺下的注塑模芯对 LED 塑料透镜的表面质量的影究发现不同类型的表面纹理不能只用单一参数描述表面质量，粗糙度 Ra 不是料透镜表面质量的唯一参数。同时提出了一个重要参数，更精确地表现了不同艺下塑料透镜表面质量的好坏，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pro/E的塑料锥齿轮注塑成型工艺参数设计与优化[J]. 潘秀石,陈堂敏. 塑料. 2014(05)
[2]基于Moldflow的打印机上盖注塑模具优化设计[J]. 崔伟清,王胜凯,任雯. 塑料. 2012(06)
[3]注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能对比与分析[J]. 陈宇宏,袁渊,刘小艳,郭丹丹,白一峰. 航空材料学报. 2011(02)
[4]精密注塑成型PVT最佳保压控制[J]. 齐斌,卜秋祥,张霄,陈海英,尹清珍. 塑料工业. 2011(03)
[5]微尺度效应下的聚合物熔体粘度理论及试验[J]. 徐斌,王敏杰,于同敏,赵丹阳. 机械工程学报. 2010(19)
[6]注射参数对注塑拉伸试样成型的影响[J]. 孙斌. 理化检验(物理分册). 2010(04)
[7]薄壁塑件注射压缩成型工艺的模拟分析[J]. 许菲,王克俭,颜悦. 塑料. 2010(01)
[8]光学塑料非球面技术的发展趋势[J]. 辛企明. 激光与光电子学进展. 2009(12)
[9]微注塑成形中熔体充模流动分析及其数值模拟[J]. 庄俭,于同敏,王敏杰. 机械工程学报. 2008(09)
[10]自由曲面光学透镜注射成型误差因素研究[J]. 杜雪,王尔祺,李荣彬,张志辉. 应用光学. 2007(06)
博士论文
[1]粘弹性聚合物熔体注射成型模型化理论与数值模拟研究[D]. 陈静波.郑州大学 2003
硕士论文
[1]聚碳酸酯汽车玻璃注塑压缩成型数值模拟与实验研究[D]. 郭丽娜.哈尔滨工业大学 2013
[2]非球面透镜微注塑成型仿真试验研究[D]. 李振涛.天津大学 2014
[3]塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究[D]. 付永祥.武汉理工大学 2008
本文编号：2962164
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同注塑工艺下薄壁透镜微结构
a) b)图 1.1 不同注塑工艺下薄壁透镜微结构a)传统注塑成型 b)精密注塑成型仿真软件研究熔体温度、模具温度、保压压力和的残余应力和翘曲的影响，研究发现相对于其他在塑料透镜厚度方向上的影响更为显著。过反复多次的注塑实验发现注塑工艺参数的选的产生，这部分残余应力会显著影响塑料透镜结透镜残余应力的方法，延长了塑料透镜的使用寿 1.2 所示。
a) b)图 1.3 Moldflow 软件模拟不同透镜表面残余应力大小a)前表面 b)后表面Holthusen[20]等利用单点金刚石加工技术对注塑模芯进行衍射微结构的超精。为了研究不同塑料原料对衍射微结构表面的复制程度，他们采用三种不同PMMA，COC，COP）对带有衍射微结构的模芯进行精密注塑成型，研究发现塑工艺参数下 PMMA 作为注塑材料的衍射微结构表面优于其他两种注塑材料微结构表面。Aidibe[21]等研究不同加工工艺下的注塑模芯对 LED 塑料透镜的表面质量的影究发现不同类型的表面纹理不能只用单一参数描述表面质量，粗糙度 Ra 不是料透镜表面质量的唯一参数。同时提出了一个重要参数，更精确地表现了不同艺下塑料透镜表面质量的好坏，如图 1.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pro/E的塑料锥齿轮注塑成型工艺参数设计与优化[J]. 潘秀石,陈堂敏. 塑料. 2014(05)
[2]基于Moldflow的打印机上盖注塑模具优化设计[J]. 崔伟清,王胜凯,任雯. 塑料. 2012(06)
[3]注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能对比与分析[J]. 陈宇宏,袁渊,刘小艳,郭丹丹,白一峰. 航空材料学报. 2011(02)
[4]精密注塑成型PVT最佳保压控制[J]. 齐斌,卜秋祥,张霄,陈海英,尹清珍. 塑料工业. 2011(03)
[5]微尺度效应下的聚合物熔体粘度理论及试验[J]. 徐斌,王敏杰,于同敏,赵丹阳. 机械工程学报. 2010(19)
[6]注射参数对注塑拉伸试样成型的影响[J]. 孙斌. 理化检验(物理分册). 2010(04)
[7]薄壁塑件注射压缩成型工艺的模拟分析[J]. 许菲,王克俭,颜悦. 塑料. 2010(01)
[8]光学塑料非球面技术的发展趋势[J]. 辛企明. 激光与光电子学进展. 2009(12)
[9]微注塑成形中熔体充模流动分析及其数值模拟[J]. 庄俭,于同敏,王敏杰. 机械工程学报. 2008(09)
[10]自由曲面光学透镜注射成型误差因素研究[J]. 杜雪,王尔祺,李荣彬,张志辉. 应用光学. 2007(06)
博士论文
[1]粘弹性聚合物熔体注射成型模型化理论与数值模拟研究[D]. 陈静波.郑州大学 2003
硕士论文
[1]聚碳酸酯汽车玻璃注塑压缩成型数值模拟与实验研究[D]. 郭丽娜.哈尔滨工业大学 2013
[2]非球面透镜微注塑成型仿真试验研究[D]. 李振涛.天津大学 2014
[3]塑料非球面光学镜片注塑成型的工艺研究[D]. 付永祥.武汉理工大学 2008
本文编号：2962164
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