塑料光学制件精密成型技术的现状

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1、塑料光学制件精密成型技术的现状费春红，张长春，李达，李世辉，于妍(吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春130022)摘要：本文对目前塑料光学制件精密成型技术进行了研究。传统的注射成型方法不能达到光学元件的性能要求，而注射成型与压缩成型结合在一起，则能克服注射成型中的部分问题，得到较高质量的产品，故发展了先注射后压缩的二次成型和注射压缩成型技术。超精模压成型能进一步完善注射压缩成型技术，得到更高质量的塑料制品。关键词：精密注射成型；先注后压二次成型；注射压缩精密成型；超精模压成型中图分类号：TQ320.662TQ320.661文献标识码：B文章编号：1009-797X(2004)11-0011

2、-061精密注射成型技术精密注射成型技术是一门涉及原材料性能、近年来，塑料光学制件以质量轻、耐冲击性能好、成本低、可实现大批量生产、能复制复杂的形状等特点，在国内外发展很快，其应用迅速扩展到许多曾经是玻璃光学件占统治地位的领域，并将进一步扩展到信息产业、汽车行业、电子行业等。然而，光学塑料与光学玻璃相比较，存在折射率对温度依赖性大、热膨胀系数大、吸湿膨胀大、热变形温度低、受外力变形大、成型收缩比大、易产生双折射等缺点，直接影响到它的应用范围的扩大。为此人们做了许多研究工作来提高塑料光学制件的质量，以满足日益增长的对光学塑料件的需求。具体方法有2种：①抑制变形的成型技术；②考虑变形，确立修正模

3、具的技术。修正模具技术方法，在现阶段，一般采用成型后利用从其形状的反馈信息对模具进行修正，也有在成型前就进行预测修正模具的[1[。本文主要针对抑制变形的成型技术，对塑料光学制件精密成型技术进行了研究。配方、成型工艺及设备等方面的综合技术，其特点是使制品达到高质量、高精度的要求。现将塑料光学制件精密注射成型最佳工艺参数设定的方法简述如下[2]。1.1重量的确定塑料光学制件的几何精度在一定程度上是由重量精度决定的。重量精度较直观，检测也容易，所以在大多数试模的时候，先用重量精度来初步衡量一下精密注射成型塑料光学制件的尺寸精度。假定试模时塑料制件的重量保持恒定，模具的制造误差又在标准偏差内，就可以

4、认为塑料制件的尺寸精度达到了要求，才有必要对塑料制件做较复杂的尺寸检测。重量精度还没有一个国家制定的标准，但作为检测手段是可行的。重量精度的计算方法：Y=R/X×100%式中：Y——重量精度，无量纲；R——100件塑料制件中重量最大值与最小值之差；X——100件塑料制件的重量平均值。作者简介：费春红，硕士研究生，从事塑料制品的精密成型技术研究。收稿日期：2004-07-122004年第30卷第11页橡塑技术与装备CHINARUBBER/PLASTICSTECHNOLOGYANDEQUIPMENT确定了尺寸和重量的关系，就可以利用重量和重量的变化来控制产品的尺寸精度，从而确定出最佳的工艺参数。

5、实践证明，如果塑料制件的重量变化不超过1.6%，尺寸变化将小于0.3%，一般来说，精密注射成型塑料制件的重量精度不大于0.3%。1.2温度的确定树脂的注射温度是根据树脂的热性能而定的。以PMMA为例，其玻璃化温度为105℃，熔点为160~200℃，加工温度为210~240℃，熔体温度不宜过高，否则塑料将分解。根据这些数度，但应首先保证熔体充满型腔。注射料量和附加料量由成型的塑料件尺寸来决定，为保证塑料件的尺寸，提供一定的附加料量是必须的。一般来说，这种附加料量的储备量大约是注射量体积的1/10。据可将料筒温度（Q，Q，Q）和喷嘴温度（Q）123D分别设定为：Q198℃；Q200℃；Q200℃

6、；123Q203℃。D模具两型腔板温度应不一致，动模板温度为75℃，定模板为60℃。1.3压力的确定PMMA的注射压力应控制在80~130MPa之间，而且当注射压力等于保压压力时塑料制件的质量最好。所需的注射压力应根据熔体的粘度、流动距离比以及模具的浇口类型逐级确定。注射压力与保压压力必须能够确保熔体进入模腔，并且在熔体冷却凝固时塑料件的体积收缩最小。PMMA的背压为1MPa，背压能提高熔体的密实程度，同时增加熔体和螺杆、机筒之间的摩擦力和剪切力，从而使熔体塑化更加均匀。锁模力取决于塑料件在分型面的投影面积和注射压力，应有效地防止注射时模具张开。1.4时间的确定注射时间的设定取决于塑料件的壁

7、厚，薄壁时间短，厚壁时间长。保压时间的设定也是根据塑料件的尺寸来确定，其长短应保证使附加料量能有效地压入型腔以补偿冷却时塑料件体积的收缩。1.5速度的确定螺杆转速是根据不同的螺杆直径来确定的，见图1。注射速度应调整到使熔体完全充满型腔，对薄壁塑料件注射速度应较快，厚壁可较慢。虽然注射速度慢可增加塑料件的冲击强图1螺杆转速与螺杆直径的关系1.6设定工艺条件的验证当所有的参数都已初步调整好时开始试模，首先应准备1