光學(xué)透鏡注塑生產(chǎn)的那些事兒

光學(xué)透鏡注塑生產(chǎn)的那些事兒光學(xué)透鏡應(yīng)用越來(lái)越廣泛，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求開(kāi)發(fā)，進(jìn)用光學(xué)設(shè)計(jì)建模，到制造出成型模具,通過(guò)注塑成型得到適用的透鏡?比如通常應(yīng)用有室內(nèi)外照洗墻燈，線條燈，舞臺(tái)燈，工礦路燈透鏡等等。（1）:透鏡注塑原料的選擇透鏡作為光學(xué)級(jí)的產(chǎn)品，原則上我們選擇光學(xué)級(jí)原料，如日本三菱PMMA,通常多選擇VH001。光學(xué)級(jí)PC,如帝人1250.當(dāng)然現(xiàn)在市場(chǎng)上原料品牌很多，國(guó)產(chǎn)的進(jìn)口的，根據(jù)自己的需要選擇。因此首先我們必須掌握其原料的工藝特性：PMMA（亞克力）的流動(dòng)性比PS、ABS差，熔體粘度對(duì)溫度的變化比較敏感，在成型過(guò)程中，主要從注射溫度著手來(lái)改變?nèi)垠w粘度。干燥溫度：80-90r，時(shí)間為2-4小時(shí)左右。熔膠溫度：210°C-270°C不等，具體視供應(yīng)商提供的資料而定。模溫70-100°C，具體視實(shí)際而定。PC性能優(yōu)異，透明度較高，沖擊韌性好，耐蠕變，使用溫度范圍寬。熔膠溫度：270~320C之間，過(guò)高的料溫如超過(guò)340C時(shí)，PC將會(huì)出現(xiàn)分解，PC流動(dòng)性差對(duì)溫度很敏感，熔體粘度隨溫度升高而明顯下降，適當(dāng)提高溫度料筒溫度對(duì)PC塑化有好處。對(duì)水極其敏感，所以注塑前必須充分干燥，使其含水量降低到0.02%以下，PC一般干燥條件：100~120C，時(shí)間2-4小時(shí)以上。模溫控制：85~125°C,—般控制在80-125C就可以，對(duì)形狀復(fù)雜，較薄，要求較高的制品，也可提高到100-125C，但不能超過(guò)模具熱變形溫度。模溫高可以減少模溫及PC料溫的差異，可以降低制件的內(nèi)應(yīng)力。（2）:透鏡產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)氣泡、無(wú)凹陷、無(wú)縮痕、無(wú)流紋、熔接痕在可接受范圍（不影響封裝和使用功能），翹曲變形?尺寸在可控范圍（不影響裝配或二次注塑），曬紋產(chǎn)品有紋，表面無(wú)發(fā)亮（不影響光學(xué)效果）（3）：常見(jiàn)透鏡注塑品質(zhì)缺陷及工藝解決方法透鏡產(chǎn)品通過(guò)注塑成型得到合格的產(chǎn)品，同樣遵循注塑五要素：壓力，速度，時(shí)間，溫度，位置，同樣遵循一些注塑規(guī)律。只不過(guò)光學(xué)透鏡有著比一般注塑產(chǎn)品更嚴(yán)格的要求。下面分析下透鏡注塑工藝中比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題。縮水經(jīng)過(guò)嚴(yán)密設(shè)計(jì)的透鏡產(chǎn)品有其特定的形狀，縮水會(huì)影響到其光形，如圖1：產(chǎn)生縮水的根本原因是壁厚不均，塑料冷凝得不到補(bǔ)縮，我們要分析是什么原因造成，料溫,模溫不夠？還是保壓不夠？冷卻夠不夠？找出原因，可以適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，比如加大保壓壓力延長(zhǎng)保壓或冷卻時(shí)間，提高模溫，料溫以更好充填，如果是模具進(jìn)膠口太小，澆道太長(zhǎng)難打飽，就需要改模，最后解決問(wèn)題。所以總結(jié)以下：a:模具入水口小，澆道長(zhǎng)，塑料入膠困難，加大入水口或改進(jìn)入膠方式。B:料溫太低，提高料溫，如壁厚的產(chǎn)品應(yīng)提高料溫以增加流動(dòng)性減少縮水。C:因提前轉(zhuǎn)保壓或保壓不夠，提高保壓壓力，延長(zhǎng)保壓時(shí)間。D:冷卻時(shí)間不夠，增加冷卻時(shí)間。比如表面為鏡面的厚壁透鏡，適當(dāng)?shù)睦鋮s時(shí)間有利改善縮水。流紋通常流紋多出現(xiàn)在入膠口及壁厚的地方，一般流紋的產(chǎn)生大多因?yàn)樗芰先垠w噴射，先后進(jìn)入模腔熔體融合時(shí)二者溫度不同導(dǎo)致了流紋的產(chǎn)生，如圖2：

透鏡產(chǎn)品尤其是在發(fā)光孔位置出現(xiàn)流紋將影響光效。這時(shí)候我們必須分段注射，找準(zhǔn)出現(xiàn)流紋的位置，稍微提前降低射膠速解決，當(dāng)然有時(shí)模溫過(guò)高，塑料流動(dòng)快也是原因之一，可以適當(dāng)降低模溫。所以總結(jié)：1、 工藝原因：A:模溫料溫高，降低。B:注塑壓力過(guò)高，速度過(guò)快產(chǎn)生噴射所致，可找準(zhǔn)位置，減小注射壓力，速度。2、 模具原因：澆口過(guò)小或形狀不對(duì)，產(chǎn)生噴射，修整澆口大小和形狀（比如視情況開(kāi)扇形）防止噴射。水波紋水波紋比較好理解，形狀如波浪，如圖。通常由于模溫較低，塑料提前冷凝，后入熔體推動(dòng)形成，可以適當(dāng)提高模溫料溫射速，或改善模具入水口。氣紋氣紋是制品表面表現(xiàn)為氣霧狀，如圖4。

透鏡表面氣紋影響外觀和光效，可以從模具和調(diào)機(jī)工藝解決：A：模具排氣不良加開(kāi)排氣，如果產(chǎn)品允許可增加排氣針或在模具上加開(kāi)排氣槽，80%注塑不良都是模具引起的，這是個(gè)一勞永逸的方法，而且對(duì)調(diào)機(jī)要求低。B:調(diào)機(jī)解決，相對(duì)要求調(diào)機(jī)能力，分段控制射速，在產(chǎn)生氣紋的位置轉(zhuǎn)為低速注射。結(jié)合線透鏡產(chǎn)品尤其是在發(fā)光孔位置的結(jié)合線必須改善，否則將影響光效和造成封裝成品滲水，影響產(chǎn)品使用壽命。如圖5。結(jié)合線有兩種情況，一種是兩股或以上熔體在模腔流動(dòng)末端溫度降低無(wú)法很好結(jié)合一起形成的，另一種是熔體在模腔快速流動(dòng)匯合由于困氣造成的。第一種改善對(duì)策是：提高料溫、提高模溫、適當(dāng)提高射速。第二種可以在模具上開(kāi)排氣改善排氣，改變進(jìn)膠口位置或增加進(jìn)膠口，以達(dá)到改變結(jié)合位置。或者通過(guò)工藝參數(shù)的位置速度轉(zhuǎn)換調(diào)整改善。黑點(diǎn)，發(fā)黃，混色黑點(diǎn)發(fā)黃混色是透鏡產(chǎn)品絕對(duì)不能接受的暇疵。出現(xiàn)這種情況：A:檢查料溫是否過(guò)高，造成料在炮筒燒黑炭化，檢查射嘴法蘭是否有間隙，里面有積料炭化.B:混色檢查換料轉(zhuǎn)色時(shí)炮筒有沒(méi)有洗干凈，料里面是否有混有雜料。紋面發(fā)亮或紋印不上有的透鏡在透鏡表面或某部位曬紋以取得相應(yīng)光學(xué)效果，如紋發(fā)亮，印不上如圖6:a:檢查模具曬紋的部位有沒(méi)有掉紋b:產(chǎn)品有沒(méi)有打飽？c:冷卻周期夠不夠？所以改善方法就是：模具完好前提下，適當(dāng)增加膠量，加大保壓，足夠的冷卻時(shí)間。尺寸差異與翹曲變形產(chǎn)品設(shè)計(jì)伊始就是為使用而設(shè)計(jì)，有其固定尺寸。尺寸有差異？影響注塑產(chǎn)品尺寸的主要因素是模具的加工尺寸、注塑工藝的參數(shù)，一般而言合格的模具是要考慮到模具制造誤差與成形件收縮率不均衡所產(chǎn)生的誤差的。另一個(gè)就注塑工藝。翹曲變形在長(zhǎng)條形方塊形透鏡產(chǎn)品中常見(jiàn)，比如工礦路燈這種模組透鏡，如圖7模具方面，影響塑件變形的主要有填充，冷卻和頂出等。模具澆口位置，數(shù)量，形式，單澆口還是多澆口入膠，影響熔體在模腔流動(dòng)，內(nèi)應(yīng)力大小取向。由于模溫不均產(chǎn)品冷卻收縮不均，頂出不平衡，產(chǎn)品受力不均也會(huì)造成翹曲變形。工藝方面，注射壓力太高，保壓時(shí)間太長(zhǎng)，熔料溫度太低速度太快會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力增加而出現(xiàn)翹曲變形。模具溫度過(guò)高，冷卻時(shí)間過(guò)短，使脫模時(shí)的制件過(guò)熱而出現(xiàn)頂出變形。在保持最低限度填充量下減少螺桿轉(zhuǎn)速和背壓降低熔料密度來(lái)限制內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。總結(jié)起來(lái)，解決尺寸差異與翹曲變形：A:尺寸大（?。?，減（增）保壓，升（降）模溫.延長(zhǎng)保壓冷卻時(shí)間以保持尺寸穩(wěn)定性。B:合理的澆口，頂出設(shè)計(jì)可減少變形。C:增加模具運(yùn)水，使模溫均勻產(chǎn)品冷卻均勻可減少變形。D:合理的保壓壓力，時(shí)間，冷卻時(shí)間可減少變形。E:調(diào)機(jī)時(shí)降低模溫，降低注射壓力，熔膠速度和背壓，不要打的產(chǎn)品飽飽的撐死。F:使用雙模溫，既然是因模溫不均冷卻不均造成翹曲變形，可以順之以兩模溫機(jī)分別控制前后模溫，形成前后溫差，以達(dá)到控制翹曲變形的目的，這也是一種辦法。G:必要時(shí)可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行治具定形或脫模后進(jìn)行退火處理。保壓印透鏡產(chǎn)品保壓印多出現(xiàn)于曬紋產(chǎn)品上，通常由于過(guò)度填充造成，因此在保證品質(zhì)不發(fā)亮前提下，適當(dāng)減少保壓壓力，時(shí)間即可改善。如圖8

氣泡與真空泡首先要分析清楚是一般氣泡和還是真空泡，真空泡顧名思義里面是真空沒(méi)空氣的，一般是產(chǎn)品厚簿不均導(dǎo)致冷卻收縮不均而形成(收縮坑)，而氣泡一般位于產(chǎn)品熔體結(jié)合末端因氣體排不出去而出現(xiàn)，往往有多個(gè)，而真空泡是以單一存在。因此透鏡產(chǎn)品中我們常見(jiàn)厚壁部位出現(xiàn)一個(gè)的其實(shí)是真空泡居多，當(dāng)然有時(shí)因走膠末端在中間厚壁位置也有可能是氣泡，需要分析清楚：A:改善模具，模具澆口太小，位置排布不合理，澆道太小，運(yùn)水不合理冷卻不均容易產(chǎn)生氣泡。B:如果是因模具排氣不良困氣形成的氣泡，可以改善模具排氣，加排氣針或排氣槽。工藝上，原料充分干燥，降低熔膠溫度以防止因料溫過(guò)高材料熱降解產(chǎn)生氣體，適當(dāng)?shù)谋硥簻p少熱降解，分段射膠，減少注射壓力和速度讓氣體排出。也可以適當(dāng)減少鎖模力明顯可以改善困氣形成的氣泡，但也容易造成出現(xiàn)毛邊等其他問(wèn)題。C::如果是厚簿不均冷卻收縮不均而產(chǎn)生的真空泡，可以適當(dāng)提高模溫，增加背壓，增加保壓和冷卻時(shí)間使其更飽滿解決真空收縮。這些是透鏡注塑成型中比較常見(jiàn)和關(guān)鍵的問(wèn)題。透鏡產(chǎn)品的加工和包裝科技的發(fā)展日新月異