이미징 기술의 급속한 발전으로 사람들은 언제 어디서나 자신의 카메라나 휴대폰에 주변에서 일어나는 일, 풍경, 사람들을 기록할 수 있습니다. 이러한 하이테크 제품의 핵심 부품은 바로 고정밀 광학 부품입니다. 과거 이런 종류의 광학렌즈는 유리를 주재료로 사용했지만, 유리는 필연적으로 고품질, 높은 취성, 고가 등의 단점을 안고 있다. 산업, 그리고 정보 산업. 대량생산의 핵심은 사출성형이다.
우리 모두 알다시피 사출 성형은 플라스틱 부품의 대량 생산에 널리 사용되지만 전통적인 사출 성형 기술은 광학 부품의 정밀도를 달성하기 어렵습니다. 필요한 치수 공차 및 표면 품질을 달성하려면 전체 프로세스 체인을 최적화해야 합니다. 수년간의 연구 끝에 정밀 사출 성형 기술을 통해 더 많은 기능과 합리적인 가격의 정밀 광학 부품을 만들어 시장의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
사출 성형 공정을 연구하면 정밀 사출 성형에는 기존 사출 성형과 비교할 때 6가지 분명한 차이점이 있음을 알 수 있습니다.
1. 제품 구조 설계
최상의 표면 품질과 최소 치수 공차를 얻기 위해서는 제품 구조 설계가 매우 중요합니다. 제품 디자인은 또한 플라스틱 부품의 치수 공차를 나타냅니다. 일부 경험에 따르면 일반적인 설계 원칙은 다음과 같습니다. 플라스틱 부품의 국부적 벽 두께를 피하여 수축 공동이 발생합니다. 최소 벽 두께의 크기 제어(재료에 의해 결정됨); 구멍, 슬롯 등이 없어야 합니다. 웰드 라인을 형성합니다. 벽 두께가 너무 많이 변경되어서는 안되며 부드러운 전환을 선택하십시오. 플라스틱 부품의 벽 두께를 균일하게 유지하십시오.
플라스틱은 유리보다 덜 안정적이기 때문에 플라스틱 렌즈의 굴절률 정확도는 유리 렌즈보다 낮습니다. 일반적으로 표준 환경 조건에서 플라스틱 렌즈의 굴절률 변화 범위는 1% 이상이며 굴절률 변화는 렌즈의 초점 거리를 변화시킵니다. 일반적인 구면 렌즈의 초점 거리는 굴절률 n, 렌즈 두께 T 및 구면 반경 R에 의해 결정되며, 이 세 가지 매개변수는 초점 거리에 서로 다른 영향을 미치며, 그중 굴절률 n은 물리적 실험을 통해 알 수 있습니다. 가장 큰 영향을 미칩니다. 굴절률의 변화를 줄이기 위해 설계 시 렌즈의 기하학적 공차와 가공 정확도를 엄격하게 표시해야 합니다.
2. 도구 설계
도구 디자인은 제품 디자인만큼 중요하며 절단 효과는 플라스틱 부품의 표면에 직접 반영됩니다. 플라스틱 부품의 정밀도가 미크론 수준(μm)에 도달하면 공구의 치수 공차는 1μm 미만이어야 합니다. 이는 도구 설계에 있어 쉬운 작업이 아니지만 선택할 수 있는 많은 도구 단위가 있습니다. 치수 안정성이 있는 나이프에는 다양한 열처리를 수용할 수 있는 고강도 소재가 필요하지만 그 중요성이 종종 간과된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 실험을 통해 경화된 강의 금속 조직이 오스테나이트에서 마르텐사이트로 변태하는 과정이 완전히 완료되지 않으면 재료의 미세 구조가 변경되어 하중이 없는 경우에도 거시적인 치수 변화가 발생한다는 것이 입증되었습니다. 0.01 ~ 0.001mm의 변형이 발생합니다.
3. 사출 성형 장비
사출 성형 장비는 전체 프로세스 체인의 중요한 부분입니다. 사출 성형 장비는 폴리머를 녹이고 가소화하여 금형에 주입하고 지속적으로 순환시킵니다. 사출 온도, 사출량, 사출 속도, 캐비티 압력 등과 같은 모든 공정 매개변수를 정밀하게 제어해야 합니다. 사출 성형 장비의 정확도가 플라스틱 부품의 성형 정확도를 결정합니다.
정밀 사출 성형 장비는 폐쇄 루프이며 그 작동은 이러한 매개변수에 의해 완전히 제어됩니다. 사출 성형 중에 모든 기계적 동작은 정확해야 하며(예: 이동할 때 두 개의 금형 장착 플레이트의 평행) 장비의 모든 부품은 높은 수준의 안정성이 필요합니다. 성형 장비의 구동 장치는 전기로 구동되기 때문에 정확도와 재현성에서 분명한 이점이 있으며 정밀 사출 성형에 적합합니다.
4. 금형 작업장의 처리 능력
디자인 요소 외에도 정밀 가공은 사출 성형에서 매우 중요한 부분입니다. 금형가공은 정밀가공과 밀착조립공정을 거쳐야 합니다. 치수 공차의 이 부분이 잘 제어되지 않으면 이후 사출 성형 공정에서 플라스틱 부품의 치수 공차를 수리하기 어렵거나 조정할 수 있는 사출 성형 매개변수의 범위가 좁아집니다. 고속 절삭 기술의 발달로 정밀 고속 다축 밀링이 점차 EDM(방전 가공)을 대체할 것으로 예측할 수 있습니다.
금형 인서트가 품질 요구 사항을 충족하도록 만들기 위해 단결정 다이아몬드를 공작 기계의 입자로 사용하여 선삭 가공할 수 있습니다. 다이아몬드 터닝의 가장 큰 단점은 철이 다이아몬드를 오히려 빨리 마모시키기 때문에 강철과 같은 철 금속을 직접 절단할 수 없다는 것입니다. 현재 일부 기업은 합금 공구강의 절삭 성능을 향상시켜 단결정 다이아몬드 선삭 효과를 달성하는 열처리 공정에 대한 연구를 수행했습니다. 초기 결과는 매우 유망해 보입니다. 물론 초경합금 선삭 공구의 절삭 날이 고속 선삭 후에 마모되기 때문에 선삭 또는 밀링 공구 자체에도 주의를 기울여야 합니다. 최첨단의 끝. 우리는 이러한 도구의 절단면과 절단면에 큰 관심을 기울이고 절단면의 가장 작은 결함도 성형 제품에 반영됩니다.
5. 사출 성형 공정
사출 성형 공정은 전통적인 사출 성형과 사출 압축 성형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 기존의 사출 성형에서는 플라스틱 냉각 과정에서 내부 응력이 발생하여 플라스틱 부품의 성능이 변경되고 렌즈 편광이 발생합니다. 이러한 잠재적인 내부 응력을 극복하기 위한 처리 방법 중 하나는 플라스틱 부품의 어닐링이지만 이 방법은 플라스틱 부품의 변형을 유발하므로 적합하지 않습니다. 이제 사출 압축 성형을 사용할 수 있습니다. 사출 압축 성형은 종종 회절 기능이 있는 플라스틱 렌즈와 같은 미세 구조를 가진 제품을 성형하는 데 사용됩니다. 그것은 몇 가지 분명한 면에서 전통적인 사출 성형 공정과 다릅니다. 성형 공정 매개변수의 범위는 다음과 같이 요약됩니다.
사출 압력(유지 압력): 100MPa 이상(플라스틱 부품 또는 재료에 따라 다름) 사출 속도: 금형, 플라스틱 부품 및 재료에 따라 다름; 가소화 온도: 200-320도 ; 금형 온도: 100-150도 ; 성형주기 : 0.5분 이상
정밀 사출 성형은 새로운 유형의 사출 성형 방법이기 때문에 성형 매개변수에서 배울 경험이 없습니다. 적합한 성형 매개변수를 얻기 위해 다음과 같은 방법을 시도해 볼 수 있습니다. 먼저 일련의 사출 금형을 설계 및 제작(수축률 고려하지 않음)하고, 두 번째 단계에서는 사출 성형 매개변수 중 하나를 선택하여 여러 차등으로 나누어 하나씩 사출 성형 최적화를 수행합니다. 그런 다음 성형된 플라스틱 부품의 크기를 감지하고 플라스틱 부품에 따라 사출 금형의 모양과 크기를 수정합니다. 이 방법으로 얻은 공정 매개변수는 종종 높은 안정성과 정확성을 갖습니다. 물론 이 솔루션을 구현하기 위해서는 정교한 측정 장비(3차원 측정기), 고급 금형 공장(다축 밀링 센터) 및 설계 부분의 수학적 능력(시뮬레이션 분석)이 필요합니다.
6. 기술자의 능력
플라스틱 부품의 엄격한 치수 공차를 달성하려면 처음부터 정밀 사출 성형을 고려해야 합니다. 광학 설계, 제품 구조 설계, 성형 공정 매개 변수 및 성형 장비와 같은 다양한 요소를 고려하고 이러한 상호 작용 요소를 전체적으로 고려하면 누구도 무시할 수 없습니다. 따라서 광학 설계, 제품 구조 설계, 도구 설계, 유한 요소 분석 및 금형 흐름 분석과 같은 작업을 완료할 수 있는 일부 첨단 기술 및 경험이 풍부한 설계 엔지니어를 고용해야 합니다. 반면에 사출 성형 공정의 대부분의 작업을 컴퓨터로 제어하여 완전 자동화된 생산을 실현할 수 있지만 작업장에는 여전히 일부 고도로 교육받은 첨단 기술 인재가 필요합니다. 정밀 사출 성형 공정의 제어는 사출 성형 분야에서 가장 최첨단 기술이기 때문입니다. 그 전형적인 특징은 사출 성형기에 고급 제어 인터페이스가 있어 누군가가 적시에 주요 공정 매개변수를 지속적으로 모니터링하고 조정해야 하므로 인적 요소가 매우 중요하다는 것입니다.
정밀 사출 성형을 통해 고분자 광학을 높은 정밀도로 대량 생산할 수 있습니다. 물론 이것은 시작에 불과합니다. 정밀 사출 성형은 폴리머 재료 연구 개발, 사출 성형 장비 설계, 금형 상태 감지, 플라스틱 부품 정밀 측정, 성형 시뮬레이션 분석 소프트웨어 적용과 같은 일부 측면에서 여전히 완벽하지 않습니다. 이러한 연구는 확실히 사람들에게 더 나은 플라스틱 광학 렌즈를 제공할 것입니다.
