Görüntüleme teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte insanlar, kameralarına veya cep telefonlarına her an ve her yerde çevrelerinde olup bitenleri, manzaraları ve insanları kaydedebilmektedir. Bu ileri teknoloji ürünlerin temel bileşenleri, tam olarak yüksek hassasiyetli optik bileşenlerdir. Geçmişte, bu tür optik lensler ana malzeme olarak cam kullanıyordu, ancak cam kaçınılmaz olarak yüksek kalite, yüksek kırılganlık ve yüksek fiyat gibi dezavantajlara sahipti. endüstrisi ve bilgi endüstrisi. Seri üretimin anahtarı enjeksiyon kalıplamadır.
Hepimizin bildiği gibi enjeksiyon kalıplama, plastik parçaların seri üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak geleneksel enjeksiyon kalıplama teknolojisinin optik bileşenlerin hassasiyetini elde etmesi zordur. Gerekli boyutsal toleransları ve yüzey kalitesini elde etmek için tüm süreç zinciri optimize edilmelidir. Yıllar süren araştırmalardan sonra, pazarın ihtiyaçlarını karşılamak için artık hassas enjeksiyon kalıplama teknolojisiyle daha fazla işleve ve uygun fiyatlara sahip hassas optik bileşenler üretilebiliyor.
Enjeksiyon kalıplama işlemi incelendiğinde, hassas enjeksiyon kalıplamanın geleneksel enjeksiyon kalıplama ile karşılaştırıldığında altı bariz farklılığa sahip olduğu bulunabilir.
1. Ürün Yapısı Tasarımı
En iyi yüzey kalitesini ve en küçük boyutsal toleransları elde etmek için ürün yapı tasarımı çok önemlidir. Ürün tasarımı ayrıca plastik parçaların boyutsal toleranslarını da gösterir. Bazı deneyimlere göre, ortak tasarım ilkeleri aşağıdaki gibidir: büzülme boşluklarına neden olan plastik parçaların yerel duvar kalınlığından kaçının; minimum duvar kalınlığının boyutunu kontrol edin (malzeme tarafından belirlenir); delik, yarık vb. olmamalıdır. Bir kaynak hattı oluşturun; duvar kalınlığı çok fazla değişmemeli, yumuşak bir geçiş seçilmelidir; plastik parçanın duvar kalınlığını aynı tutun.
Plastik camdan daha az kararlı olduğundan, plastik merceklerin kırılma indeksinin doğruluğu cam merceklerinkinden daha düşüktür. Genel olarak konuşursak, standart çevre koşulları altında, plastik merceklerin kırılma indisindeki değişim aralığı yüzde 1'den fazladır ve kırılma indisindeki değişiklikler merceğin odak uzaklığında değişikliklere neden olur. Fiziksel deneylerden, ortak bir küresel merceğin odak uzaklığının kırılma indisi n, mercek kalınlığı T ve küresel yarıçap R tarafından belirlendiği ve bu üç parametrenin odak uzaklığı üzerinde farklı etkileri olduğu bilinebilir; aralarında kırılma indisi n en büyük etkiye sahiptir. Kırılma indeksindeki değişimi azaltmak için, tasarım sırasında merceğin geometrik toleransı ve işleme doğruluğu kesinlikle işaretlenmelidir.
2. Alet tasarımı
Takım tasarımı, ürün tasarımı kadar önemlidir ve kesme etkisi doğrudan plastik parçanın yüzeyine yansıtılacaktır. Plastik parçaların hassasiyeti mikron düzeyine (μm) ulaştığında aletin boyutsal toleransı 1 μm'den düşük olmalıdır. Bu, araç tasarımı için kolay bir iş olmasa da, aralarından seçim yapabileceğiniz birçok araç birimi vardır. Boyutsal olarak kararlı bıçakların, önemi genellikle gözden kaçan çeşitli ısıl işlemleri barındırabilen yüksek mukavemetli malzemeler gerektirdiğini belirtmekte fayda var. Deneyler, sertleştirilmiş çeliğin metalografik yapısının östenitten martenzite dönüşüm süreci tam olarak tamamlanmazsa, malzemenin mikro yapısının yük olmadığında bile makroskopik boyutsal değişikliklere neden olacak şekilde değişeceğini kanıtlamıştır. 0.01 ila 0,001 mm'lik bir deformasyon oluşacaktır.
3. Enjeksiyon kalıplama ekipmanı
Enjeksiyon kalıplama ekipmanı, tüm süreç zincirinin önemli bir parçasıdır. Enjeksiyon kalıplama ekipmanı polimerleri eritir, plastikleştirir, kalıplara enjekte eder ve sürekli sirküle eder. Enjeksiyon sıcaklığı, enjeksiyon hacmi, enjeksiyon hızı, boşluk basıncı vb. gibi her işlem parametresinin hassas kontrolünü gerektirir. Enjeksiyon kalıplama ekipmanının doğruluğu, plastik parçaların kalıplama doğruluğunu belirler.
Hassas enjeksiyon kalıplama ekipmanı kapalı bir döngüdür ve çalışması tamamen bu parametreler tarafından kontrol edilir. Enjeksiyon kalıplama sırasında, her mekanik eylemin doğru olması gerekir (hareket ederken iki kalıp montaj plakasının paralel olması gibi) ve ekipman üzerindeki tüm parçalar yüksek derecede stabilite gerektirir. Kalıplama ekipmanının tahrik ünitesi elektrikle çalıştırıldığından, doğruluk ve tekrarlanabilirlik açısından bariz avantajlara sahiptir ve hassas enjeksiyonlu kalıplama için uygundur.
4. Kalıp atölyesinin işleme kapasitesi
Tasarım öğelerinin yanı sıra hassas işleme de enjeksiyon kalıplamanın çok önemli bir parçasıdır. Kalıp işleme, hassas işleme ve yakından eşleşen montaj sürecinden geçmelidir. Boyutsal toleransın bu kısmı iyi kontrol edilmezse, sonraki enjeksiyon kalıplama işleminde plastik parçanın boyutsal toleransını onarmak zor olacaktır veya ayarlanabilen enjeksiyon kalıplama parametreleri aralığı daha dar olacaktır. Yüksek hızlı kesmenin gelişmesiyle, hassas yüksek hızlı çok eksenli frezelemenin kademeli olarak EDM'nin (boşaltma işleme) yerini alacağı tahmin edilebilir.
Kalıp ekinin kalite gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için, tornalama için takım tezgahının tanesi olarak tek kristal elmas kullanılabilir. Elmas tornalamanın en büyük dezavantajı, çelik gibi demir içeren metalleri doğrudan kesememesidir çünkü demir, elması çok çabuk aşındırır. Şu anda, bazı işletmeler, alaşımlı takım çeliğinin kesme performansını iyileştirerek tek kristal elmas tornalamanın etkisini elde etmek olan ısıl işlem süreci hakkında bazı araştırmalar yapmışlardır. Erken sonuçlar çok umut verici görünüyor. Tabii ki, tornalama veya frezeleme takımının kendisine de dikkat etmeliyiz, çünkü semente karbür tornalama takımının kesici kenarı yüksek hızlı tornalamadan sonra aşınır, bu nedenle yeniden keskinleştirmek için hassas bir bileme makinesi kullanmak gerekir. kesici kenarın ucu. Bu takımların kesme düzlemine ve kesici kenarına çok dikkat ediyoruz, kesici kenardaki en küçük kusurlar bile şekillendirilen ürüne yansıyacaktır.
5. Enjeksiyon kalıplama işlemi
Enjeksiyon kalıplama işlemi iki türe ayrılabilir: geleneksel enjeksiyon kalıplama ve enjeksiyon sıkıştırma kalıplama. Geleneksel enjeksiyon kalıplamada, plastiğin soğutma işlemi sırasında plastik parçanın performansını değiştirecek ve lens polarizasyonuna neden olacak iç gerilim üretilecektir. Bu potansiyel iç gerilimi aşmak için, arıtma yöntemlerinden biri de plastik parçaların tavlanmasıdır ancak bu yöntem plastik parçaların deformasyonuna neden olacağı için uygun değildir. Enjeksiyon sıkıştırma kalıplama artık kullanılabilir. Enjeksiyon sıkıştırmalı kalıplama, kırınım işlevlerine sahip plastik lensler gibi ince yapılı ürünler oluşturmak için sıklıkla kullanılır. Geleneksel enjeksiyon kalıplama işleminden birkaç belirgin şekilde farklıdır. Kalıplama işlemi parametrelerinin kapsamı aşağıdaki şekilde özetlenmiştir:
Enjeksiyon basıncı (tutma basıncı): 100MPa'dan büyük (plastik parçalara veya malzemelere bağlı olarak); enjeksiyon hızı: kalıplara, plastik parçalara ve malzemelere bağlı olarak; plastikleştirme sıcaklığı: 200-320 derece; kalıp sıcaklığı: 100-150 derece; Kalıplama döngüsü: 0,5 dakikadan fazla.
Hassas enjeksiyon kalıplama yeni bir enjeksiyon kalıplama yöntemi olduğundan, kalıplama parametrelerinden öğrenilecek bir deneyim yoktur. Uygun kalıplama parametrelerini elde etmek için aşağıdaki yöntemler denenebilir. İlk olarak, bir dizi enjeksiyon kalıbı tasarlayın ve üretin (büzülme oranını dikkate almadan) ve ikinci adımda, enjeksiyon kalıplama parametrelerinden birini seçin, bunu birkaç diferansiyele bölün ve enjeksiyon kalıplama optimizasyonunu birer birer gerçekleştirin. Ardından, kalıplanmış plastik parçanın boyutunu tespit edin ve plastik parçaya göre enjeksiyon kalıbının şeklini ve boyutunu değiştirin. Bu yöntemle elde edilen işlem parametreleri genellikle yüksek kararlılığa ve doğruluğa sahiptir. Tabii ki, bu çözümü uygulamak için gelişmiş ölçüm ekipmanı (koordinat ölçüm makinesi), gelişmiş kalıp atölyesi (çok eksenli freze merkezi) ve tasarım parçasının matematiksel yetenekleri (simülasyon analizi) gereklidir.
6. Teknisyenlerin yeteneği
Plastik parçalar için sıkı boyutsal toleranslar elde etmek için, en baştan hassas enjeksiyon kalıplama düşünülmelidir. Optik tasarım, ürün yapısı tasarımı, kalıplama işlemi parametreleri ve kalıplama ekipmanı gibi çeşitli faktörleri göz önünde bulundurun ve bu etkileşimli faktörleri bir bütün olarak düşünün ve kimse göz ardı edilemez. Bu nedenle, optik tasarım, ürün yapısı tasarımı, araç tasarımı, sonlu elemanlar analizi ve kalıp akışı analizi gibi görevleri tamamlayabilen bazı ileri teknoloji ve deneyimli tasarım mühendislerini işe almak gerekir. Öte yandan, tam otomatik üretimi gerçekleştirmek için enjeksiyon kalıplama işlemindeki operasyonların çoğu bilgisayarlarla kontrol edilebilse de, atölyede bazı yüksek eğitimli ve ileri teknoloji yeteneklere ihtiyaç duyulmaktadır. Çünkü hassas enjeksiyon kalıplama işleminin kontrolü, enjeksiyon kalıplama alanındaki en ileri teknolojidir. Tipik özelliği, enjeksiyon kalıplama makinesinin, birisinin temel işlem parametrelerini zamanında sürekli olarak izlemesini ve ayarlamasını gerektiren gelişmiş bir kontrol arayüzüne sahip olmasıdır, bu nedenle insan faktörü çok önemlidir.
Hassas enjeksiyon kalıplama ile polimer optikler yüksek hacimlerde ve yüksek hassasiyetle üretilebilir. Tabii ki, bu sadece başlangıç. Hassas enjeksiyon kalıplama, polimer malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesi, enjeksiyon kalıplama ekipmanının tasarımı, kalıp durumunun tespiti, plastik parçaların hassas ölçümü ve kalıplama simülasyonu analiz yazılımının uygulanması gibi bazı yönlerden hala mükemmel değildir. Bu araştırmalar kesinlikle insanlara daha iyi plastik optik lensler sağlayacaktır.
