Kuvaustekniikan nopean kehityksen myötä ihmiset voivat tallentaa tapahtumia, maisemia ja ihmisiä ympärillään kameroillaan tai matkapuhelimiinsa missä ja milloin tahansa. Näiden korkean teknologian tuotteiden ydinkomponentit ovat juuri korkean tarkkuuden optiset komponentit. Aiemmin tällaisessa optisessa linssissä päämateriaalina käytettiin lasia, mutta lasilla on väistämättä haittoja, kuten korkea laatu, korkea hauraus ja korkea hinta. teollisuus ja tietoteollisuus. Massatuotannon avain on ruiskupuristus.
Kuten me kaikki tiedämme, ruiskuvalua käytetään laajalti muoviosien massatuotannossa, mutta perinteisellä ruiskuvalutekniikalla on vaikea saavuttaa optisten komponenttien tarkkuutta. Vaadittujen mittatoleranssien ja pinnan laadun saavuttamiseksi koko prosessiketju on optimoitava. Vuosien tutkimuksen jälkeen tarkkuusoptiset komponentit, joissa on enemmän toimintoja ja kohtuulliset hinnat, voidaan nyt valmistaa tarkkuusruiskuvalutekniikalla vastaamaan markkinoiden tarpeita.
Ruiskuvaluprosessia tutkimalla voidaan havaita, että tarkkuusruiskuvalussa on kuusi selvää eroa perinteiseen ruiskuvaluon verrattuna.
1. Tuoterakenteen suunnittelu
Tuotteen rakenteen suunnittelu on erittäin tärkeää parhaan pinnanlaadun ja pienimpien mittatoleranssien saavuttamiseksi. Tuotesuunnittelussa on myös ilmoitettu muoviosien mittatoleranssit. Joidenkin kokemusten perusteella yleiset suunnitteluperiaatteet ovat seuraavat: Vältä muoviosien paikallista seinämän paksuutta, mikä johtaa kutistuviin onteloihin; valvoa seinämän vähimmäispaksuuden kokoa (määritetty materiaalin mukaan); ei saa olla reikiä, rakoja jne. Muodosta hitsauslinja; seinämän paksuuden ei pitäisi muuttua liikaa, valitse tasainen siirtymä; Pidä muoviosan seinämän paksuus yhtenäisenä.
Koska muovi on vähemmän stabiili kuin lasi, muovilinssien taitekertoimen tarkkuus on pienempi kuin lasilinssien. Yleisesti ottaen normaaleissa ympäristöolosuhteissa muovilinssien taitekertoimen muutosalue on suurempi kuin 1 prosentti, ja muutokset taitekertoimessa aiheuttavat muutoksia linssin polttovälissä. Fysikaalisista kokeista voidaan tietää, että yleisen pallomaisen linssin polttoväli määräytyy taitekertoimen n, linssin paksuuden T ja pallon säteen R perusteella, ja näillä kolmella parametrilla on erilainen vaikutus polttoväliin, muun muassa taitekerroin n. sillä on suurin vaikutus. Taitekertoimen muutoksen vähentämiseksi linssin geometrinen toleranssi ja käsittelytarkkuus on merkittävä tarkasti suunnittelun aikana.
2. Työkalujen suunnittelu
Työkalusuunnittelu on yhtä tärkeää kuin tuotesuunnittelu, ja leikkausvaikutus heijastuu suoraan muoviosan pintaan. Kun muoviosien tarkkuus saavuttaa mikronitason (μm), työkalun mittatoleranssin on oltava alle 1 μm. Vaikka tämä ei olekaan helppo tehtävä työkalun suunnittelussa, valittavana on monia työkaluyksiköitä. On syytä huomata, että mittavakaat veitset vaativat lujia materiaaleja, joihin mahtuu erilaisia lämpökäsittelyjä, joiden tärkeys jää usein huomiotta. Kokeet ovat osoittaneet, että jos karkaistun teräksen metallografisen rakenteen muutosprosessi austeniitista martensiitiksi ei ole täysin valmis, materiaalin mikrorakenne muuttuu aiheuttaen makroskooppisia mittamuutoksia jopa kuormituksen puuttuessa. Muodonmuutos 0.01 - 0,001 mm tapahtuu.
3. Ruiskuvalulaitteet
Ruiskuvalulaitteet ovat tärkeä osa koko prosessiketjua. Ruiskuvalulaitteet sulattavat, plastisoivat polymeerejä, ruiskuttavat ne muotteihin ja kiertävät jatkuvasti. Se vaatii jokaisen prosessiparametrin, kuten ruiskutuslämpötilan, ruiskutustilavuuden, ruiskutusnopeuden, ontelopaineen jne., tarkan hallinnan. Ruiskuvalulaitteiston tarkkuus määrää muoviosien muovaustarkkuuden.
Tarkkuusruiskuvalulaitteisto on suljettu silmukka, ja sen toimintaa ohjaavat täysin nämä parametrit. Ruiskupuristuksen aikana jokaisen mekaanisen toiminnan on oltava tarkka (kuten kahden muotin kiinnityslevyn yhdensuuntaisuus liikkuessa), ja kaikki laitteen osat vaativat korkeaa vakautta. Koska muovauslaitteen käyttöyksikköä ohjataan sähköllä, sillä on ilmeisiä etuja tarkkuudessa ja toistettavuudessa, ja se soveltuu tarkkuusruiskuvaluun.
4. Muottien työpajan käsittelykapasiteetti
Suunnitteluelementtien lisäksi myös tarkkuustyöstö on erittäin tärkeä osa ruiskuvalua. Muotinkäsittelyn on käytävä läpi tarkka koneistus ja tiiviisti sovitettu kokoonpanoprosessi. Jos tätä mittatoleranssin osaa ei kontrolloida hyvin, muoviosan mittatoleranssia on vaikea korjata myöhemmässä ruiskupuristusprosessissa tai säädettävien ruiskuvaluparametrien valikoima on kapeampi. Suurnopeusleikkauksen kehittyessä voidaan ennustaa, että tarkkuusnopea moniakselinen jyrsintä tulee vähitellen korvaamaan EDM:n (purkauskoneistuksen).
Jotta muotin sisäosa täyttäisi laatuvaatimukset, yksikidetimanttia voidaan käyttää sorvauskoneen rakeina. Timanttisorvauksen suurin haitta on, että sillä ei voi suoraan leikata rautametaleja, kuten terästä, koska rauta kuluttaa timantin melko nopeasti. Tällä hetkellä jotkut yritykset ovat tehneet tutkimusta lämpökäsittelyprosessista, jonka tarkoituksena on saavuttaa yksikidetimanttisorvauksen vaikutus parantamalla seostetun työkaluteräksen leikkauskykyä. Varhaiset tulokset näyttävät erittäin lupaavilta. Tietenkin meidän on kiinnitettävä huomiota myös itse sorvaus- tai jyrsintätyökaluun, koska kovametallisorvaustyökalun leikkuureuna kuluu nopean sorvauksen jälkeen, joten on tarpeen käyttää tarkkuusteroituskonetta uudelleen teroittamiseen. leikkaavan reunan kärki. Kiinnitämme suurta huomiota näiden työkalujen leikkaustasoon ja leikkuureunaan, pienimmätkin virheet leikkuureunassa heijastuvat muotoiltuun tuotteeseen.
5. Ruiskupuristusprosessi
Ruiskuvaluprosessi voidaan jakaa kahteen tyyppiin: perinteinen ruiskupuristus ja ruiskupuristusmuovaus. Perinteisessä ruiskuvalussa muovin jäähtymisen aikana syntyy sisäistä jännitystä, joka muuttaa muoviosan suorituskykyä ja aiheuttaa linssin polarisaatiota. Tämän mahdollisen sisäisen jännityksen voittamiseksi yksi käsittelymenetelmistä on muoviosien hehkutus, mutta tämä menetelmä aiheuttaa muoviosien muodonmuutoksia, mikä ei sovellu. Ruiskupuristusmuovausta voidaan nyt käyttää. Ruiskupuristusmuovausta käytetään usein hienorakenteisten tuotteiden, kuten diffraktiofunktioiden muovilinssien, muodostamiseen. Se eroaa perinteisestä ruiskuvaluprosessista usealla ilmeisellä tavalla. Sen muovausprosessin parametrien laajuus on tiivistetty seuraavasti:
Ruiskutuspaine (pitopaine): suurempi kuin 100 MPa (riippuen muoviosista tai -materiaaleista); ruiskutusnopeus: riippuen muotista, muoviosista ja materiaaleista; plastisointilämpötila: 200-320 astetta ; muotin lämpötila: 100-150 astetta ; Muovausjakso: yli 0,5 minuuttia.
Koska tarkkuusruiskuvalu on uudenlainen ruiskuvalumenetelmä, sen muovausparametreista ei ole kokemusta. Sopivien muovausparametrien saamiseksi voidaan kokeilla seuraavia menetelmiä. Suunnittele ja valmista ensin joukko ruiskumuotteja (kutistumisnopeutta ottamatta huomioon) ja toisessa vaiheessa valitse yksi ruiskuvaluparametreista, jaa se useisiin differentiaaleihin ja suorita ruiskupuristusoptimointi yksitellen. Tunnista sitten muovatun muoviosan koko ja muokkaa ruiskumuotin muotoa ja kokoa muoviosan mukaan. Tällä menetelmällä saadut prosessiparametrit ovat usein erittäin stabiileja ja tarkkoja. Tietenkin tämän ratkaisun toteuttamiseksi tarvitaan kehittyneitä mittauslaitteita (koordinaatit mittauskone), edistynyt muottipaja (moniakselinen jyrsintäkeskus) ja suunnitteluosan matemaattiset ominaisuudet (simulaatioanalyysi).
6. Tekniikkojen pätevyys
Muoviosien tiukkojen mittatoleranssien saavuttamiseksi tarkkuusruiskupuristus on harkittava alusta alkaen. Harkitse erilaisia tekijöitä, kuten optista suunnittelua, tuoterakenteen suunnittelua, muovausprosessin parametreja ja muovauslaitteita, ja harkitse näitä vuorovaikutuksessa olevia tekijöitä kokonaisuutena, eikä ketään voida jättää huomiotta. Siksi on tarpeen palkata korkean teknologian ja kokeneita suunnittelijoita, jotka voivat suorittaa tehtäviä, kuten optisen suunnittelun, tuoterakenteen suunnittelun, työkalujen suunnittelun, elementtianalyysin ja muottivirtausanalyysin. Toisaalta, vaikka suurin osa ruiskuvaluprosessin toiminnoista voidaan ohjata tietokoneilla täysin automatisoidun tuotannon toteuttamiseksi, työpajassa tarvitaan edelleen korkeasti koulutettuja ja korkean teknologian osaajia. Koska tarkkuusruiskupuristusprosessin ohjaus on ruiskuvalualan uusinta teknologiaa. Sen tyypillinen piirre on, että ruiskupuristuskoneessa on edistyksellinen ohjausliittymä, mikä edellyttää, että joku valvoo ja säätelee jatkuvasti keskeisiä prosessiparametreja ajoissa, joten inhimillinen tekijä on erittäin tärkeä.
Tarkkuusruiskuvalulla polymeerioptiikkaa voidaan valmistaa suuria määriä ja suurella tarkkuudella. Tämä on tietysti vasta alkua. Tarkkuusruiskuvalu ei ole vieläkään täydellinen joissakin asioissa, kuten: polymeerimateriaalien tutkimus ja kehitys, ruiskuvalulaitteiden suunnittelu, muotin tilan havaitseminen, muoviosien tarkkuusmittaus ja muovaussimulaatioanalyysiohjelmiston käyttö. Nämä tutkimukset tarjoavat ihmisille varmasti parempia muovisia optisia linssejä.
