光學透鏡注塑生產的那些事兒

光學透鏡注塑生產的那些事兒光學透鏡應用越來越廣泛，根據(jù)實際應用需求開發(fā)，進用光學設計建模，到制造出成型模具,通過注塑成型得到適用的透鏡?比如通常應用有室內外照洗墻燈，線條燈，舞臺燈，工礦路燈透鏡等等。（1）:透鏡注塑原料的選擇透鏡作為光學級的產品，原則上我們選擇光學級原料，如日本三菱PMMA,通常多選擇VH001。光學級PC,如帝人1250.當然現(xiàn)在市場上原料品牌很多，國產的進口的，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）的流動性比PS、ABS差，熔體粘度對溫度的變化比較敏感，在成型過程中，主要從注射溫度著手來改變熔體粘度。干燥溫度：80-90r，時間為2-4小時左右。熔膠溫度：210°C-270°C不等，具體視供應商提供的資料而定。模溫70-100°C，具體視實際而定。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，過高的料溫如超過340C時，PC將會出現(xiàn)分解，PC流動性差對溫度很敏感，熔體粘度隨溫度升高而明顯下降，適當提高溫度料筒溫度對PC塑化有好處。對水極其敏感，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，時間2-4小時以上。模溫控制：85~125°C,—般控制在80-125C就可以，對形狀復雜，較薄，要求較高的制品，也可提高到100-125C，但不能超過模具熱變形溫度。模溫高可以減少模溫及PC料溫的差異，可以降低制件的內應力。（2）:透鏡產品檢驗標準無氣泡、無凹陷、無縮痕、無流紋、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），曬紋產品有紋，表面無發(fā)亮（不影響光學效果）（3）：常見透鏡注塑品質缺陷及工藝解決方法透鏡產品通過注塑成型得到合格的產品，同樣遵循注塑五要素：壓力，速度，時間，溫度，位置，同樣遵循一些注塑規(guī)律。只不過光學透鏡有著比一般注塑產品更嚴格的要求。下面分析下透鏡注塑工藝中比較容易出現(xiàn)的問題?？s水經過嚴密設計的透鏡產品有其特定的形狀，縮水會影響到其光形，如圖1：產生縮水的根本原因是壁厚不均，塑料冷凝得不到補縮，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，可以適當調整參數(shù)，比如加大保壓壓力延長保壓或冷卻時間，提高模溫，料溫以更好充填，如果是模具進膠口太小，澆道太長難打飽，就需要改模，最后解決問題。所以總結以下：a:模具入水口小，澆道長，塑料入膠困難，加大入水口或改進入膠方式。B:料溫太低，提高料溫，如壁厚的產品應提高料溫以增加流動性減少縮水。C:因提前轉保壓或保壓不夠，提高保壓壓力，延長保壓時間。D:冷卻時間不夠，增加冷卻時間。比如表面為鏡面的厚壁透鏡，適當?shù)睦鋮s時間有利改善縮水。流紋通常流紋多出現(xiàn)在入膠口及壁厚的地方，一般流紋的產生大多因為塑料熔體噴射，先后進入模腔熔體融合時二者溫度不同導致了流紋的產生，如圖2：

透鏡產品尤其是在發(fā)光孔位置出現(xiàn)流紋將影響光效。這時候我們必須分段注射，找準出現(xiàn)流紋的位置，稍微提前降低射膠速解決，當然有時模溫過高，塑料流動快也是原因之一，可以適當降低模溫。所以總結：1、 工藝原因：A:模溫料溫高，降低。B:注塑壓力過高，速度過快產生噴射所致，可找準位置，減小注射壓力，速度。2、 模具原因：澆口過小或形狀不對，產生噴射，修整澆口大小和形狀（比如視情況開扇形）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，后入熔體推動形成，可以適當提高模溫料溫射速，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，可以從模具和調機工藝解決：A：模具排氣不良加開排氣，如果產品允許可增加排氣針或在模具上加開排氣槽，80%注塑不良都是模具引起的，這是個一勞永逸的方法，而且對調機要求低。B:調機解決，相對要求調機能力，分段控制射速，在產生氣紋的位置轉為低速注射。結合線透鏡產品尤其是在發(fā)光孔位置的結合線必須改善，否則將影響光效和造成封裝成品滲水，影響產品使用壽命。如圖5。結合線有兩種情況，一種是兩股或以上熔體在模腔流動末端溫度降低無法很好結合一起形成的，另一種是熔體在模腔快速流動匯合由于困氣造成的。第一種改善對策是：提高料溫、提高模溫、適當提高射速。第二種可以在模具上開排氣改善排氣，改變進膠口位置或增加進膠口，以達到改變結合位置。或者通過工藝參數(shù)的位置速度轉換調整改善。黑點，發(fā)黃，混色黑點發(fā)黃混色是透鏡產品絕對不能接受的暇疵。出現(xiàn)這種情況：A:檢查料溫是否過高，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:混色檢查換料轉色時炮筒有沒有洗干凈，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光學效果，如紋發(fā)亮，印不上如圖6:a:檢查模具曬紋的部位有沒有掉紋b:產品有沒有打飽？c:冷卻周期夠不夠？所以改善方法就是：模具完好前提下，適當增加膠量，加大保壓，足夠的冷卻時間。尺寸差異與翹曲變形產品設計伊始就是為使用而設計，有其固定尺寸。尺寸有差異？影響注塑產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生的誤差的。另一個就注塑工藝。翹曲變形在長條形方塊形透鏡產品中常見，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，內應力大小取向。由于模溫不均產品冷卻收縮不均，頂出不平衡，產品受力不均也會造成翹曲變形。工藝方面，注射壓力太高，保壓時間太長，熔料溫度太低速度太快會造成內應力增加而出現(xiàn)翹曲變形。模具溫度過高，冷卻時間過短，使脫模時的制件過熱而出現(xiàn)頂出變形。在保持最低限度填充量下減少螺桿轉速和背壓降低熔料密度來限制內應力的產生?？偨Y起來，解決尺寸差異與翹曲變形：A:尺寸大（?。?，減（增）保壓，升（降）模溫.延長保壓冷卻時間以保持尺寸穩(wěn)定性。B:合理的澆口，頂出設計可減少變形。C:增加模具運水，使模溫均勻產品冷卻均勻可減少變形。D:合理的保壓壓力，時間，冷卻時間可減少變形。E:調機時降低模溫，降低注射壓力，熔膠速度和背壓，不要打的產品飽飽的撐死。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分別控制前后模溫，形成前后溫差，以達到控制翹曲變形的目的，這也是一種辦法。G:必要時可對產品進行治具定形或脫模后進行退火處理。保壓印透鏡產品保壓印多出現(xiàn)于曬紋產品上，通常由于過度填充造成，因此在保證品質不發(fā)亮前提下，適當減少保壓壓力，時間即可改善。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空氣的，一般是產品厚簿不均導致冷卻收縮不均而形成(收縮坑)，而氣泡一般位于產品熔體結合末端因氣體排不出去而出現(xiàn)，往往有多個，而真空泡是以單一存在。因此透鏡產品中我們常見厚壁部位出現(xiàn)一個的其實是真空泡居多，當然有時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，運水不合理冷卻不均容易產生氣泡。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高材料熱降解產生氣體，適當?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)毛邊等其他問題。C::如果是厚簿不均冷卻收縮不均而產生的真空泡，可以適當提高模溫，增加背壓，增加保壓和冷卻時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和關鍵的問題。透鏡產品的加工和包裝科技的發(fā)展日新月異