3.4. تطبيق تكنولوجيا صب الزجاج

في الوقت الحاضر ، تم استخدام تقنية تشكيل ضغط العدسة الزجاجية الضوئية في الإنتاج الضخم للعدسات الكروية والشبه الكروية الدقيقة. في الأوقات العادية ، بالإضافة إلى الإنتاج العام للعدسات التي يبلغ قطرها حوالي 15 مم ، يمكنها أيضًا إنتاج عدسات ذات قطر كبير بقطر 50 مم ، مصفوفات العدسات الدقيقة ، إلخ. من الممكن الآن تصنيع مصفوفات العدسات الدقيقة باستخدام قطرها 100 ميكرومتر لكل عدسة.

(1) تصنيع الأجزاء البصرية الكروية وشبه الكروية المستخدمة في الأجهزة البصرية العسكرية والمدنية ، مثل العدسات والمنشورات والمرشحات ؛

(2) تصنيع العدسات اللاكروية لمقارنات الألياف الضوئية للاتصالات الضوئية ؛

(3) تصنيع العدسات اللاكروية التكثيف للأقراص الضوئية. يمكن للعدسة شبه الكروية المصنعة بطريقة التشكيل بالضغط أن تحل محل العدسات الكروية الثلاث المستخدمة في العدسة البصرية لقارئ القرص الضوئي. نظرًا للدقة العالية للعدسة شبه الكروية المصبوبة ، لا يمكنها فقط التحكم في الانحراف المحوري للفتحة العددية الكبيرة وتصحيحها ، ولكن أيضًا تقليل وزن وتكلفة العدسة البصرية الأصلية بنسبة 30-50٪.

(4) تصنيع العدسات شبه الكروية لمعينات الكاميرا ، والعدسات شبه الكروية لأجهزة عرض الأفلام وعدسات الكاميرا ، وما إلى ذلك. في الولايات المتحدة ، تحتاج Kodak وحدها إلى ضغط ملايين الأجزاء البصرية شبه الكروية كل عام.

4 تكنولوجيا صب البلاستيك البصري

تعد تقنية قولبة البلاستيك البصري هي التكنولوجيا المتقدمة الحالية لتصنيع الأجزاء البصرية اللاكروية البلاستيكية ، بما في ذلك تقنيات القولبة بالحقن والقولبة والصب بالضغط. تُستخدم تقنية القولبة بالحقن للبلاستيك البصري بشكل أساسي في الإنتاج الضخم للأجزاء البصرية شبه الكروية التي يبلغ قطرها أقل من 100 مم ، وكذلك مصفوفات العدسات الدقيقة. يتم استخدام قوالب الصب والضغط بشكل أساسي لتصنيع الأجزاء البصرية للعدسة اللاكروية بقطر 100 مم أو أكثر.

تتميز الأجزاء البصرية اللاكروية البلاستيكية بمزايا الوزن الخفيف والتكلفة المنخفضة ؛ يمكن حقن الأجزاء البصرية وأجزاء التثبيت في الكل ، مما يوفر أعمال التجميع ؛ مقاومة جيدة للتأثير ومزايا أخرى. لذلك ، لديها آفاق تطبيق جيدة جدًا في المجالات العسكرية والتصوير والطب والصناعة وغيرها من المجالات. اعتمدت الولايات المتحدة 9 عدسات بلاستيكية شبه كروية في نظارات الرؤية الليلية منخفضة الإضاءة AN / AVS-6. بالإضافة إلى ذلك ، نظارات الرؤية الليلية ذات الإضاءة المنخفضة للمشاة AN / PVS-7 ، نظارات الرؤية الليلية HOT ،" ؛ النحاس الرأس" ؛ الباحث عن الصدفة الموجه بالليزر وغيره من الباحثين عن التوجيه الكهروضوئي ، وأجهزة تحديد المدى بالليزر ، والتلسكوبات العسكرية والكاميرات المختلفة ، كما تستخدم العدسات البلاستيكية شبه الكروية في محددات الرؤية. عند تصنيع أجزاء بصرية شبه كروية معينة للباحثين الأوتوماتيكي الموجه نهائيًا ، أجرى TBE في الولايات المتحدة تحليلًا اقتصاديًا ومقارنة للعديد من طرق تشكيل العدسات البلاستيكية البصرية ، ويعتقد أن تصنيع العدسات البلاستيكية البصرية اللاكروية عن طريق الحقن هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة.

4.1 طريقة الحقن

قولبة الحقن هي حقن البلاستيك البصري الكمي المسخن في سائل في قالب من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وتشكيله تحت التسخين والضغط ، وفتح القالب بعد التبريد والتصلب للحصول على الأجزاء البلاستيكية البصرية المطلوبة. الجزء الرئيسي من صب حقن البلاستيك البصري هو القالب. نظرًا لأن درجة حرارة العمل لقولبة البلاستيك البصري أقل ، فإن متطلبات القوالب أقل من متطلبات صب الزجاج. يعتبر التصنيع الدقيق للغاية للقوالب شبه الكروية أمرًا صعبًا للغاية. تتمثل المعالجة المعتادة أولاً في طحن الفراغ من القالب إلى سطح شبه كروي تقريبي على أداة آلة CNC ، ثم تحسين دقة السطح وخشونة السطح للسطح شبه الكروي تدريجيًا ، أخيرًا ، تتم معالجته في دقة السطح المطلوبة وخشونة السطح عن طريق التلميع. ومع ذلك ، نظرًا لدقة التصنيع المنخفضة نسبيًا لأدوات ماكينات CNC ، فمن الضروري فحص القالب بشكل متكرر وتعديله أثناء معالجة القالب لتحسين دقة القالب تدريجيًا ، مما يجعل تكلفة القالب عالية. لذلك ، يتم معالجة القوالب الحالية عن طريق معالجة فائقة الدقة لأدوات آلة معالجة السطح اللاكروية فائقة الدقة CNC مع صلابة جيدة ودقة عالية وآلة تلميع موحدة للسطح شبه الكروي. أولاً ، استخدم أداة الماكينة شبه الكروية ذات التحكم العددي بالكمبيوتر فائقة الدقة لمعالجة القالب فارغًا لإنتاج سطح شبه كروي بدقة سطح تبلغ ± 0.1 ميكرومتر ، ثم استخدم آلة تلميع للتلميع بشكل موحد بشكل خفيف مع الحفاظ على دقة السطح شبه الكروية ، حول 0.01μm بعيدا. ، تم تحسين خشونة سطح القالب.

يمكن التحكم في دقة الطول البؤري للأجزاء البلاستيكية البصرية المصبوبة بالحقن إلى 0.5-1٪ ، ودقة شكل السطح أعلى من λ / 4 ، وتفاوت الطول 0.0076 مم ، وتفاوت السماكة 0.012 مم.

يقدم طريقة صب حقن الأجزاء البلاستيكية البصرية عالية الدقة التي اخترعها اليابانيون طريقة صب ختم البوابة.

طريقة ختم البوابة هي طريقة لحقن الراتنج المصهور في قالب معدني يتم تسخينه إلى أعلى من درجة حرارة تحويل الراتنج (Tg) (يجب أن يكون حجم الحقن: ضغط الراتنج عند فتح القالب في نهاية التبريد هو فقط مقدار الضغط الجوي) ، قم بإغلاق البوابة بسرعة ، وانتظر حتى تكون درجة الحرارة والضغط منتظمين ، وفي ظل ظروف الحجم النسبي الثابت والضغط المنتظم لدرجة الحرارة ، تبرد ببطء إلى أقل من درجة حرارة التشوه الحراري للراتنج ، ثم افتح القالب لإخراج المنتج المصبوب.

أولاً ، عند ضغط مرتفع يبلغ حوالي 130 ميجابكسل ، يتم حقن الراتنج المصهور عالي الحرارة في القالب ، ويتم إغلاق البوابة عند درجة حرارة عالية (T1). ينخفض ​​ضغط الراتينج المحكم في القالب إلى حوالي 30 ميجا باسكال أثناء عملية التجانس (درجة الحرارة في هذا الوقت هي: درجة حرارة معينة T2 أعلى من درجة حرارة تحويل الراتنج Tg). بعد انقضاء فترة زمنية معينة من بداية الحقن ، يمكن إزالة مونومر القالب من جهاز تثبيت القالب بالضغط. بعد تبريد قالب المونومر ببطء ، يمكن فتح القالب وإخراج المنتج النهائي.

المشكلة الرئيسية في" ؛ طريقة صب ختم البوابة" ؛ هي كيفية إغلاق البوابة عند ضغط 130 ميجا باسكال بالراتنج المنصهر المحقون في القالب عند درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 300 درجة مئوية. الطريقة هي: قبل صب الحقن ، ضع كرة صغيرة في بوابة القالب المعدني. عندما يتم حقن الراتينج المصهور في القالب ، سيتم ضغط الكرة الصغيرة بواسطة الراتنج من البوابة إلى تجويف القالب. تحرك جانبيا. في هذا الوقت ، ستكون هناك فجوة حيث يؤدي جزء البوابة إلى التجويف ، ويمكن أن يتدفق الراتنج المصهور إلى التجويف من هذه الفجوة. عندما تتوقف آلة التشكيل بالحقن عن الحقن بالضغط العالي للراتنج في القالب ، بسبب اختلاف الضغط ، يحدث تدفق عكسي للراتنج على الفور ، ويتم دفع الكرة الصغيرة عن طريق التدفق العكسي للراتنج من الجانب القريب من التجويف إلى بوابة القالب. . في هذا الوقت ، تعتمد الكرة الصغيرة على قوة البثق الناتجة عن راتينج الضغط العالي لسد بوابة القالب وإكمال أعمال إحكام البوابة.

تستخدم طريقة تشكيل ختم البوابة كرات صغيرة لإغلاق البوابة بعد حقن الراتنج ، لذلك ليست هناك حاجة لآليات الضغط والضغط وعملها. لذلك ، يمكن إزالة القالب المعدني بعد حقن الراتينج بسهولة من آلة التشكيل وتبريده لفترة طويلة في شكل قالب معدني مفرد يتم فصله عن جسم التشكيل. هذا لا يحسن بشكل كبير من كفاءة العمل لآلة التشكيل فحسب ، بل يحسن أيضًا من كفاءة الإنتاج لكل وحدة زمنية. يمكن لطريقة التشكيل هذه تخصيص جزء من الوظائف للجهاز خارج الماكينة لإكمالها ، وتغيير الطريقة التي يمكن بها أداء الوظائف فقط في جهاز آلة التشكيل في الماضي.

يتم تنفيذ عملية تشكيل ختم البوابة في 4 خطوات.

(1) عملية التسخين. يتم تنفيذ التسخين بالتوصيل من خارج القالب المعدني. من درجة الحرارة التي يتم عندها إخراج المنتج المصبوب إلى درجة حرارة معينة أعلى من Tg (درجة حرارة التحول للراتنج - درجة الحرارة التي يحتاج القالب للوصول إليها) ، تزداد درجة الحرارة في وقت قصير لجعل الحرارة موحدة.

(2) عملية الصب. بعد حقن الراتنج المصهور في القالب ، تقوم الكرة الصغيرة بإغلاق بوابة القالب ، من أجل جعل درجة الحرارة والضغط موحدة ، قم بتسخين القالب المعدني.

(3) عملية التبريد البطيء. باستخدام آلية تحافظ على قوة التثبيت نفسها ، تتم إزالة القالب من آلة التشكيل مع الحفاظ على حالة تثبيت القالب. يعتمد قالب ضغط المونومر المزال تبريد الهواء الطبيعي أو تبريد الهواء القسري ، ويتم تقليل درجة الحرارة تدريجياً بمعدل 1 إلى 2 درجة مئوية في الدقيقة.

(4) عملية الاستلام. أخرج المنتج المقولب من قالب الصب. نظرًا لإزالة قالب الصب من آلة التشكيل ، يمكن فتح القالب لإخراج المنتج المصبوب عن طريق إزالة الآلية التي تحافظ على قوة التثبيت من تلقاء نفسها. في عملية إخراج المنتج المقولب ، نظرًا لأن ضغط الراتنج يعادل الضغط الجوي ، فلا داعي لدفع الجهاز للخارج. طالما يتم فتح الجزء البارز من السطح الفاصل ، يمكن تحرير المنتج المقولب من القالب.

العناصر الرئيسية لطريقة صب ختم البوابة هي ظروف درجة حرارة القالب المعدني وظروف تعبئة الحقن (ضغط الراتنج في نهاية التبريد البطيء يكون عند الضغط الجوي). لذلك ، حتى لو كان منتجًا مصبوبًا ذو شكل وحجم مختلفين ، فلا داعي لتغيير درجة حرارة القالب المعدني في وقت الحقن وفي نهاية التبريد. طالما أن هناك وقتًا كافيًا لجعل ضغط درجة الحرارة منتظمًا والحفاظ على معدل تبريد بطيء ، يتم حقن الراتنج وتعبئته وفقًا لحجم التجويف ، مما يتيح النسخ عالي الدقة