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高精度模具設(shè)計(jì)和模具加工設(shè)備來實(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、表面粗糙度評定等。

模具的主要部件有：

模芯：對于手機(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?？梢钥闯?，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較低的塑料儲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)小的收縮材料開口，這是為了提高塑料進(jìn)入速度，減小剪切開口的尺寸。

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?？讛?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。一般來說，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)鏡頭越來越大，鏡筒越來越大，鏡筒壁越來越薄，難度越來越高。同時(shí)，鏡筒負(fù)責(zé)部分保證透鏡之間的相對偏心位置，精度要求越來越高。

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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