淺談光學(xué)鏡片模具設(shè)計(jì)和制造

一、 光學(xué)模具基本要求

我們已經(jīng)有了一個(gè)基本的現(xiàn)代模具。對(duì)于塑料模具，這些結(jié)構(gòu)基本上是通用的。光學(xué)注塑模具和普通塑料注塑模具有什么區(qū)別？

答案是：非常高的精度和均勻性要求。我們希望制造的透鏡具有高精度；同時(shí)，我們希望這些鏡片越相同越好。我們這里的意思是，每個(gè)鏡頭越相同，效果越好。不同孔制作的鏡片精度相同，不同模具制作的鏡片精度相同。隨著生產(chǎn)的進(jìn)步，我們的鏡頭精度也得到了保證。

二、 光學(xué)模具重要參數(shù)

光學(xué)模具的高精度主要通過(guò)高精度模具設(shè)計(jì)和模具加工設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。光學(xué)單透鏡有許多公差。該模具主要保證成形透鏡的表面精度、偏心率和表面光潔度。成形后，光學(xué)透鏡的表面精度P-V可達(dá)到±0.1至±0.5um，尺寸精度和偏心率可達(dá)到<2um。模具本身的精度更高，例如，模芯本身的尺寸精度將<0.5um。模芯表面光滑，最大可達(dá)ra0.2nm～0.3nm。模具加工評(píng)定包括尺寸精度、圓度、平行度、垂直度、偏心率、平整度、表面粗糙度評(píng)定等。

模具的主要部件有：

模芯：對(duì)于手機(jī)鏡頭尺寸的鏡頭，根據(jù)鏡頭尺寸有4、8、12、16、32個(gè)孔。下圖顯示了12個(gè)穴位的情況。

澆注系統(tǒng)：從示意圖可以看出，主流道分為6個(gè)導(dǎo)流流道，每個(gè)導(dǎo)流流道末端分為兩個(gè)導(dǎo)流流道，最終形成12個(gè)透鏡體。可以看出，導(dǎo)流渠末端有一個(gè)冷料井，用于將注射間隔期間溫度相對(duì)較低的塑料儲(chǔ)存在塑料注射成型模具中，以確保這些塑料不會(huì)進(jìn)入最終成型零件。

材料開(kāi)口設(shè)計(jì)：從示意圖中可以看出，透鏡與流道之間的連接處有一個(gè)小的收縮材料開(kāi)口，這是為了提高塑料進(jìn)入速度，減小剪切開(kāi)口的尺寸。

頂出模式：根據(jù)頂出模式的不同，可分為頂桿頂出模式和堆芯頂出模式。也有兩種彈射模式同時(shí)使用。光學(xué)元件之間的區(qū)別在于，推桿式透鏡的偏心度得到更好的控制，模芯式透鏡的表面形狀得到更好的控制。但這不是絕對(duì)的。這取決于鏡片和模具的具體生產(chǎn)設(shè)計(jì)。您可以在示意圖中看到藍(lán)色標(biāo)記的彈出位置。

排氣系統(tǒng)：下圖中最外圈的槽結(jié)構(gòu)為模具的排氣槽。

三、 光學(xué)模具工藝

1、鏡頭管模具

鏡筒的成型模具與透鏡的成型模具相似。由于鏡筒的結(jié)構(gòu)，模具將添加嵌件、滑塊和其他結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于鏡筒較大，鏡筒的模孔數(shù)量在4個(gè)或8個(gè)以上，每個(gè)?？资褂枚鄠€(gè)澆口以確保填充。一般來(lái)說(shuō)，鏡筒注射成型的精度要求略低于鏡頭模具的精度要求。然而，隨著手機(jī)鏡頭越來(lái)越大，鏡筒越來(lái)越大，鏡筒壁越來(lái)越薄，難度越來(lái)越高。同時(shí)，鏡筒負(fù)責(zé)部分保證透鏡之間的相對(duì)偏心位置，精度要求越來(lái)越高。

2、模式流分析

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）首先用于現(xiàn)代塑料成型模具中的模具流動(dòng)分析和成型參數(shù)設(shè)計(jì)，如Autodesk Moldflow、Moldflow plastics insight（MPI）、Moldex3D等。這些軟件可以進(jìn)行三維建模，然后輸入成型和注塑的速度和溫度等參數(shù)，然后分析模具中的塑料流動(dòng)，填充條件（填充程度、焊縫）、填充壓力、填充時(shí)間、冷卻時(shí)間、壓力變化、鎖模力需求、模具夾持等。我們將在下一章中解釋透鏡成型問(wèn)題。

3、模具加工工藝及設(shè)備

光學(xué)鏡片模具的零件加工主要包括型芯預(yù)加工、型芯表面加工、模板切割、磨削、鉆孔、銑削等工序。

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