3.4. Penerapan teknologi cetakan kaca

Saat ini, teknologi pencetakan kompresi lensa kaca optik telah digunakan untuk produksi massal lensa sferis dan asferis presisi. Dalam waktu normal, selain produksi umum lensa dengan diameter sekitar 15mm, juga dapat menghasilkan lensa berdiameter besar dengan diameter 50mm, susunan lensa mikro, dll. Sekarang dimungkinkan untuk membuat susunan lensa mikro dengan diameter 100 μm per lensa.

(1) Pembuatan komponen optik bola dan asferis yang digunakan dalam instrumen optik militer dan sipil, seperti lensa, prisma, dan filter;

(2) Pembuatan lensa asferis untuk skrup serat optik untuk komunikasi optik;

(3) Pembuatan lensa asferis kondensasi untuk cakram optik. Satu lensa asferis yang diproduksi dengan metode pencetakan kompresi dapat menggantikan tiga lensa sferis yang digunakan dalam lensa optik pembaca cakram optik. Karena presisi tinggi dari lensa asferis yang dicetak, lensa ini tidak hanya dapat mengontrol dan mengoreksi aberasi aksial dari apertur numerik besar, tetapi juga mengurangi berat dan biaya lensa optik asli hingga 30-50%.

(4) Pembuatan lensa asferis untuk jendela bidik kamera, lensa asferis untuk proyektor film dan lensa kamera, dll. Di Amerika Serikat, Kodak sendiri perlu menekan jutaan komponen optik asferik setiap tahun.

4 Teknologi pencetakan plastik optik

Teknologi pencetakan plastik optik adalah teknologi canggih saat ini untuk pembuatan komponen optik asferik plastik, termasuk pencetakan injeksi, pencetakan pengecoran dan teknologi pencetakan kompresi. Teknologi cetakan injeksi plastik optik terutama digunakan untuk produksi massal bagian optik asferik dengan diameter kurang dari 100mm, serta susunan lensa mikro. Pengecoran dan pencetakan tekan terutama digunakan untuk membuat bagian optik lensa asferis dengan diameter 100mm atau lebih.

Bagian optik aspherik plastik memiliki keunggulan ringan dan biaya rendah; bagian optik dan bagian pemasangan dapat injeksi dibentuk menjadi keseluruhan, menghemat pekerjaan perakitan; ketahanan benturan yang baik dan keuntungan lainnya. Oleh karena itu, ia memiliki prospek aplikasi yang sangat bagus di bidang militer, fotografi, kedokteran, industri, dan lainnya. Amerika Serikat telah mengadopsi 9 lensa plastik asferis dalam kacamata penglihatan malam rendah cahaya pilot AN / AVS-6. Selain itu, kacamata penglihatan malam rendah cahaya infanteri AN / PVS-7, kacamata penglihatan malam PANAS," Copper Head" pencari cangkang berpemandu laser dan pencari pemandu fotolistrik lainnya, pengukur jarak laser, teleskop militer, dan berbagai kamera Lensa plastik asferis juga digunakan dalam jendela bidik. Saat membuat komponen optik asferik tertentu untuk pencari otomatis yang dipandu secara terminal, TBE di Amerika Serikat telah membuat analisis ekonomi dan perbandingan beberapa metode pencetakan lensa plastik optik, dan percaya bahwa pembuatan lensa plastik optik asferik paling hemat biaya dengan pencetakan injeksi.

4.1. Metode pencetakan injeksi

Cetakan injeksi adalah untuk menyuntikkan plastik optik kuantitatif yang dipanaskan ke dalam cairan ke dalam cetakan baja tahan karat, membentuknya di bawah pemanasan dan tekanan, dan membuka cetakan setelah pendinginan dan pemadatan untuk mendapatkan bagian plastik optik yang diperlukan. Bagian penting dari cetakan injeksi plastik optik adalah cetakannya. Karena suhu kerja cetakan plastik optik lebih rendah, persyaratan untuk cetakan lebih rendah daripada cetakan kaca. Pemesinan cetakan asferis yang sangat presisi cukup sulit. Proses yang biasa dilakukan adalah menggiling cetakan kosong ke permukaan asferis perkiraan pada perkakas mesin CNC, dan kemudian secara bertahap meningkatkan akurasi permukaan dan kekasaran permukaan dari permukaan asferis Akhirnya, diproses menjadi akurasi permukaan dan kekasaran permukaan yang diperlukan dengan memoles. Namun, karena keakuratan pemesinan yang relatif rendah dari peralatan mesin CNC, perlu untuk berulang kali memeriksa dan memodifikasi cetakan selama pemrosesan cetakan untuk secara bertahap meningkatkan keakuratan cetakan, yang membuat biaya cetakan menjadi tinggi. Oleh karena itu, cetakan saat ini diproses dengan pemesinan ultra-presisi dari peralatan mesin pengolah permukaan asferis ultra-presisi CNC dengan kekakuan yang baik dan resolusi tinggi serta mesin pemoles seragam permukaan asferis. Pertama, gunakan alat mesin asferik ultra-presisi kontrol numerik komputer untuk memproses cetakan kosong untuk menghasilkan permukaan asferis dengan akurasi permukaan ± 0,1μm, lalu gunakan mesin pemoles untuk memoles ringan secara seragam sambil mempertahankan akurasi permukaan asferis. 0,01μm jauhnya. , Kekasaran permukaan cetakan ditingkatkan.

Akurasi panjang fokus bagian plastik optik cetakan injeksi dapat dikontrol hingga 0,5-1%, akurasi bentuk permukaan lebih tinggi dari λ / 4, toleransi panjang 0,0076mm, dan toleransi ketebalan 0,012mm.

memperkenalkan metode pencetakan injeksi bagian optik plastik presisi tinggi yang ditemukan oleh metode pencetakan penyegelan gerbang Jepang.

Metode cetakan penyegelan gerbang adalah metode menginjeksikan resin cair ke dalam cetakan logam yang dipanaskan hingga di atas suhu konversi resin (Tg) (volume injeksi harus: tekanan resin saat cetakan dibuka pada akhir pendinginan hanya jumlah tekanan atmosfer), Segel gerbang dengan cepat, tunggu suhu dan tekanan seragam, dan dalam kondisi volume relatif konstan dan tekanan suhu seragam, perlahan-lahan dinginkan hingga di bawah suhu deformasi termal resin, lalu buka cetakan untuk mengeluarkan produk cetakan.

Pertama, pada tekanan tinggi sekitar 130MP2, resin cair suhu tinggi disuntikkan ke dalam cetakan, dan gerbang disegel pada suhu tinggi (T1). Tekanan resin yang disegel dalam cetakan turun menjadi sekitar 30MPa selama proses homogenisasi (suhu saat ini adalah: suhu T2 tertentu lebih tinggi dari suhu konversi resin Tg). Setelah jangka waktu tertentu telah berlalu sejak awal injeksi, monomer cetakan dapat dilepas dari alat penjepit cetakan pada mesin pres. Setelah cetakan monomer didinginkan secara perlahan, cetakan dapat dibuka dan produk jadi dapat dikeluarkan.

Masalah utama dari" metode pencetakan segel gerbang" adalah cara menyegel gerbang pada tekanan 130 MPa dengan resin cair yang diinjeksikan ke dalam cetakan pada suhu tinggi sekitar 300 ° C. Caranya adalah: sebelum injection molding, masukkan bola kecil ke dalam pintu gerbang cetakan logam. Saat resin cair diinjeksikan ke dalam cetakan, bola kecil tersebut akan terjepit oleh resin dari pintu gerbang menuju rongga cetakan. Pindah ke samping. Pada saat ini akan ada celah dimana bagian gerbang mengarah ke rongga, dan resin cair dapat mengalir ke dalam rongga dari celah tersebut. Ketika mesin cetak injeksi menghentikan injeksi resin bertekanan tinggi ke dalam cetakan, karena perbedaan tekanan, aliran balik resin terjadi secara instan, dan bola kecil didorong oleh aliran balik resin dari sisi yang dekat dengan rongga ke gerbang cetakan. . Pada saat ini, bola kecil mengandalkan gaya ekstrusi yang dihasilkan oleh resin bertekanan tinggi untuk memblokir gerbang cetakan dan menyelesaikan pekerjaan penyegelan gerbang.

Metode pencetakan penyegelan gerbang menggunakan bola kecil untuk menutup gerbang setelah injeksi resin, jadi tidak perlu mekanisme penahan tekanan dan kompresi dan pekerjaannya. Oleh karena itu, cetakan logam setelah injeksi resin dapat dengan mudah dikeluarkan dari mesin cetakan dan didinginkan untuk waktu yang lama dalam bentuk cetakan logam tunggal yang dipisahkan dari badan cetakan. Ini tidak hanya sangat meningkatkan efisiensi kerja mesin cetak, tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi per satuan waktu. Metode pencetakan ini dapat mengalokasikan sebagian fungsi ke perangkat di luar mesin untuk diselesaikan, mengubah cara fungsi yang hanya dapat dilakukan di perangkat mesin cetak di masa lalu.

Proses pencetakan segel gerbang dilakukan dalam 4 langkah.

(1) Proses pemanasan. Pemanasan konduksi dilakukan dari luar cetakan logam. Dari suhu di mana produk cetakan dibawa keluar ke suhu tertentu lebih tinggi dari Tg (suhu transformasi resin-suhu yang dibutuhkan cetakan untuk mencapai), suhu dinaikkan dalam waktu singkat untuk membuat panas seragam.

(2) Proses pencetakan. Setelah menyuntikkan resin cair ke dalam cetakan, bola kecil menyegel gerbang cetakan, untuk membuat suhu dan tekanan seragam, panaskan cetakan logam.

(3) Proses pendinginan lambat. Dengan menggunakan mekanisme yang mempertahankan gaya penjepit itu sendiri, cetakan dikeluarkan dari mesin cetak sambil mempertahankan kondisi penjepitan cetakan. Cetakan kompresi monomer yang dilepas mengadopsi pendinginan udara alami atau pendinginan udara paksa, dan suhu berkurang secara bertahap pada kecepatan 1 hingga 2 ° C per menit.

(4) Proses pengambilan. Keluarkan produk cetakan dari cetakan cetakan. Karena cetakan cetakan telah dihapus dari mesin cetakan, cetakan dapat dibuka untuk mengeluarkan produk cetakan dengan menghilangkan mekanisme yang mempertahankan gaya penjepit dengan sendirinya. Dalam proses mengeluarkan produk yang dicetak, karena tekanan resin setara dengan tekanan atmosfer, tidak perlu mengeluarkan perangkat. Selama bagian yang menonjol dari permukaan perpisahan dibuka, produk yang dicetak dapat dilepaskan dari cetakan.

Elemen kunci dari metode pencetakan segel gerbang adalah kondisi suhu cetakan logam dan kondisi pengisian injeksi (tekanan resin pada akhir pendinginan lambat berada pada tekanan atmosfer). Oleh karena itu, meskipun ini adalah produk cetakan dengan bentuk dan volume yang berbeda, tidak perlu mengubah suhu cetakan logam pada saat injeksi dan pada akhir pendinginan. Selama ada waktu yang cukup untuk membuat suhu-tekanan seragam dan mempertahankan laju pendinginan yang lambat, Resin disuntikkan dan diisi sesuai dengan volume rongga, yang memungkinkan replikasi presisi tinggi.