光学零件微结构注塑成型工艺研究

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做注塑成型是指以注射的方法生产特征尺寸(至少在二维方向上)处于亚毫米量级的零件或结构的工艺技术。随着做型光学仪器、做型医疗仪器和做型传感器等做系统的迅速发展,作为主要组成部分的做结构器件成为开发、研究的重点,而做结构的成型质量更是其功能实现的关键。直用常规注塑成型工艺条件不能生产出高质量的做注塑件,为此需要研究做注塑成型过程的特点,找出工艺条件对做结构成型质量的影响规律,确定适合塑件成型质量要求的最佳工艺条件。本文分三个部分研究做结构成型质量与注塑工艺参数之间的关系,具体研究工作如下:1.选取导光板底部v型做槽来研究做结构角度的成型质量与工艺参数之间的关系。文中利用光学设计软件lightools建立相直的背光模组模型,仿真优化出v型做槽的参数,进而设计制造出配套的注塑成型导光板的模具。通过正交实验,分忻工艺参数组合对选定指标值的影响关系,优化出合理工艺参数组合,并进行注塑实验,实验表明优化参数下的注塑件角度和深度的成型精度部得到了提升,定性的光学检测表明v型做槽导光板将光调制到了需要的方向,而且整个面的均匀性较好。2.选取光波导包层梯形做结构来研究做结构尺寸(宽度和深度)和表面质量(粗糙度)与工艺参数之间的关系。文中针对设计的梯形做结构的指标要求,采用正交试验法分忻工艺参数对光波导整体性能的影响,对多指标优化问题建立模糊加权评价模型,优化出工艺参数组合。实验表明优化参数下注塑件的尺寸成型误差降低了,而且成型表面质量得到了提升,对光波导的通光检测表明注塑件的尺寸精度和表面质量能满足要求。3.选取做透镜阵列来研究做结构轮廓复制度与工艺参数之间的关系。为进一步研究做结构成型质量与工艺参数间的关系,文中根据做透镜阵列的成型特点,设计做透镜阵列的参数,结合正交试验法和单因素试验法,选取制品的成型重量作为复制度评价指标,运用Autodesk Moldflowr Insight 2010仿真软件分忻不同工艺参数组合下做透镜阵列的成型重量,确定最优工艺参数组合并进行注塑实验,检测结果表明注塑件的重量增加了,而且轮廓复制度提升了。4.总结v型做槽、梯形做槽以及球形做透镜三种结构的特点,分忻注塑过程中模流充填的联系,研究三者注塑成型质量之间的关系。
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