Sparčiai tobulėjant vaizdo gavimo technologijoms, žmonės bet kada ir bet kur savo fotoaparatuose ar mobiliuosiuose telefonuose gali įrašyti tai, kas vyksta, peizažus ir aplinkinius žmones. Pagrindiniai šių aukštųjų technologijų gaminių komponentai yra būtent didelio tikslumo optiniai komponentai. Anksčiau tokio tipo optiniams lęšiams kaip pagrindinė medžiaga buvo naudojamas stiklas, tačiau stiklas neišvengiamai turi trūkumų, tokių kaip aukšta kokybė, didelis trapumas ir didelė kaina. pramonė ir informacijos pramonė. Masinės gamybos raktas yra įpurškimas.
Kaip visi žinome, įpurškimas plačiai naudojamas masinėje plastikinių dalių gamyboje, tačiau naudojant tradicinę liejimo technologiją sunku pasiekti optinių komponentų tikslumą. Norint pasiekti reikiamus matmenų nuokrypius ir paviršiaus kokybę, reikia optimizuoti visą proceso grandinę. Po daugelio metų tyrimų, tikslūs optiniai komponentai su daugiau funkcijų ir prieinamomis kainomis dabar gali būti pagaminti naudojant tikslią liejimo technologiją, kad atitiktų rinkos poreikius.
Tyrinėjant liejimo įpurškimo procesą, galima pastebėti, kad tikslusis liejimas įpurškimas turi šešis akivaizdžius skirtumus, palyginti su tradiciniu liejimu.
1. Gaminio struktūros projektavimas
Norint gauti geriausią paviršiaus kokybę ir mažiausius matmenų nuokrypius, gaminio struktūros projektavimas yra labai svarbus. Gaminio dizainas taip pat nurodo plastikinių dalių matmenų nuokrypius. Remiantis tam tikra patirtimi, bendri projektavimo principai yra tokie: vengti vietinio plastikinių dalių sienelių storio, dėl kurio susidaro susitraukimo ertmės; kontroliuoti minimalaus sienelės storio dydį (nustatytą pagal medžiagą); neturi būti skylių, plyšių ir pan. Suformuokite suvirinimo liniją; sienos storis neturėtų per daug keistis, pasirinkite sklandų perėjimą; išlaikyti vienodą plastikinės dalies sienelės storį.
Kadangi plastikas yra mažiau stabilus nei stiklas, plastikinių lęšių lūžio rodiklio tikslumas yra mažesnis nei stiklo lęšių. Paprastai tariant, esant standartinėms aplinkos sąlygoms, plastikinių lęšių lūžio rodiklio kitimo diapazonas yra didesnis nei 1 procentas, o dėl lūžio rodiklio pasikeitimų pasikeis lęšio židinio nuotolis. Iš fizinių eksperimentų galima žinoti, kad bendro sferinio lęšio židinio nuotolį lemia lūžio rodiklis n, lęšio storis T ir sferinis spindulys R, o šie trys parametrai turi skirtingą poveikį židinio nuotoliui, tarp kurių ir lūžio rodiklis n. turi didžiausią įtaką. Siekiant sumažinti lūžio rodiklio pokytį, projektuojant turi būti griežtai pažymėta lęšio geometrinė tolerancija ir apdorojimo tikslumas.
2. Įrankio dizainas
Įrankio dizainas yra toks pat svarbus kaip gaminio dizainas, o pjovimo efektas tiesiogiai atsispindės plastikinės dalies paviršiuje. Kai plastikinių dalių tikslumas pasiekia mikronų lygį (μm), įrankio matmenų paklaida turi būti mažesnė nei 1 μm. Nors tai nėra lengva įrankio dizaino užduotis, galima rinktis iš daugybės įrankių vienetų. Verta paminėti, kad stabilių matmenų peiliams reikalingos itin tvirtos medžiagos, galinčios pritaikyti įvairius terminius apdorojimus, kurių svarba dažnai pamirštama. Eksperimentais įrodyta, kad jei grūdinto plieno metalografinės struktūros transformacijos iš austenito į martensitą procesas nėra visiškai baigtas, medžiagos mikrostruktūra pasikeis, sukeldama makroskopinius matmenų pokyčius net ir nesant apkrovos. Atsiras 0.01–0,001 mm deformacija.
3. Įpurškimo liejimo įranga
Įpurškimo liejimo įranga yra svarbi visos proceso grandinės dalis. Įpurškimo įranga lydosi, plastifikuoja polimerus, įpurškia juos į formas ir nuolat cirkuliuoja. Tam reikia tiksliai valdyti kiekvieną proceso parametrą, pvz., įpurškimo temperatūrą, įpurškimo tūrį, įpurškimo greitį, ertmės slėgį ir kt. Įpurškimo liejimo įrangos tikslumas lemia plastikinių dalių liejimo tikslumą.
Tiksliojo liejimo įpurškimo įranga yra uždara, o jos veikimas yra visiškai kontroliuojamas šiais parametrais. Liejimo įpurškimo metu kiekvienas mechaninis veiksmas turi būti tikslus (pvz., dviejų formų montavimo plokščių lygiagretumas judant), o visoms įrangos dalims reikalingas didelis stabilumas. Kadangi liejimo įrangos varomasis blokas yra varomas elektra, jis turi akivaizdžių tikslumo ir atkuriamumo pranašumų ir yra tinkamas tiksliam liejimui.
4. Pelėsių cecho perdirbimo pajėgumai
Be dizaino elementų, precizinis apdirbimas taip pat yra labai svarbi liejimo įpurškimo dalis. Pelėsių apdorojimas turi vykti tiksliai apdirbant ir tiksliai suderintą surinkimo procesą. Jei ši matmenų tolerancijos dalis nėra gerai kontroliuojama, vėlesniame liejimo procese bus sunku pataisyti plastikinės dalies matmenų paklaidą arba bus siauresnis reguliuojamų liejimo įpurškimo parametrų diapazonas. Plėtojant greitaeigį pjovimą, galima prognozuoti, kad tikslus greitas kelių ašių frezavimas palaipsniui pakeis EDM (išmetimo apdirbimą).
Kad formos įdėklas atitiktų kokybės reikalavimus, monokristalinis deimantas gali būti naudojamas kaip tekinimo staklių grūdelis. Didžiausias deimantinio tekinimo trūkumas yra tai, kad juo negalima tiesiogiai pjauti juodųjų metalų, tokių kaip plienas, nes geležis gana greitai nusidėvi deimantą. Šiuo metu kai kurios įmonės atliko tam tikrus terminio apdorojimo proceso tyrimus, kurių tikslas yra pasiekti vieno kristalo deimantų tekinimo efektą, pagerinant legiruotojo įrankių plieno pjovimo efektyvumą. Ankstyvieji rezultatai atrodo daug žadantys. Žinoma, reikia atkreipti dėmesį ir į patį tekinimo ar frezavimo įrankį, nes po tekinimo dideliu greičiu susidėvės cementinio karbido tekinimo įrankio pjovimo briauna, todėl norint pakartotinai pagaląsti, būtina naudoti tikslią galandimo staklę. pjovimo briaunos galiukas. Didelis dėmesys skiriamas šių įrankių pjovimo plokštumai ir pjovimo briaunai, net ir mažiausi pjovimo briaunos trūkumai atsispindės suformuotame gaminyje.
5. Įpurškimo procesas
Įpurškimo formavimo procesą galima suskirstyti į du tipus: tradicinį liejimą įpurškimu ir įpurškimo suspaudimą. Tradicinio liejimo įpurškimo metu plastiko aušinimo proceso metu susidaro vidinis įtempis, kuris pakeis plastikinės dalies veikimą ir sukels objektyvo poliarizaciją. Siekiant įveikti šį galimą vidinį įtempimą, vienas iš apdorojimo būdų yra plastikinių dalių atkaitinimas, tačiau šis metodas sukels plastikinių dalių deformaciją, kuri netinka. Dabar galima naudoti įpurškimo suspaudimo liejimą. Įpurškimo suspaudimo formavimas dažnai naudojamas gaminant smulkios struktūros gaminius, pavyzdžiui, plastikinius lęšius su difrakcijos funkcijomis. Jis skiriasi nuo tradicinio liejimo įpurškimo proceso keliais akivaizdžiais būdais. Jo liejimo proceso parametrų apimtis apibendrinta taip:
Įpurškimo slėgis (laikymo slėgis): didesnis nei 100 MPa (priklausomai nuo plastikinių dalių ar medžiagų); įpurškimo greitis: priklausomai nuo formų, plastikinių dalių ir medžiagų; plastifikavimo temperatūra: 200-320 laipsnis ; pelėsių temperatūra: 100-150 laipsnis ; Liejimo ciklas: daugiau nei 0,5 min.
Kadangi tikslumas liejimo liejimas yra naujo tipo liejimo metodas, nėra patirties, kurios būtų galima pasimokyti iš jo liejimo parametrų. Norint gauti tinkamus liejimo parametrus, galima išbandyti šiuos metodus. Pirmiausia suprojektuokite ir pagaminkite įpurškimo formų rinkinį (neatsižvelgdami į susitraukimo greitį), o antrajame žingsnyje pasirinkite vieną iš liejimo įpurškimo parametrų, padalykite jį į keletą diferencialų ir po vieną atlikite liejimo optimizavimą. Tada nustatykite suformuotos plastikinės dalies dydį ir pakeiskite įpurškimo formos formą ir dydį pagal plastikinę dalį. Šiuo metodu gauti proceso parametrai dažnai pasižymi dideliu stabilumu ir tikslumu. Žinoma, norint įgyvendinti šį sprendimą, būtina sudėtinga matavimo įranga (koordinačių matavimo mašina), pažangi formų dirbtuvė (daugiaašis frezavimo centras) ir matematinės projektinės dalies galimybės (modeliavimo analizė).
6. Technikų gebėjimai
Norint pasiekti griežtus plastikinių dalių matmenų nuokrypius, nuo pat pradžių reikia galvoti apie precizinį liejimą. Atsižvelkite į įvairius veiksnius, tokius kaip optinis dizainas, gaminio struktūros dizainas, liejimo proceso parametrai ir liejimo įranga, ir apsvarstykite šiuos sąveikaujančius veiksnius kaip visumą, ir niekas negali būti ignoruojamas. Todėl būtina samdyti keletą aukštųjų technologijų ir patyrusių projektavimo inžinierių, kurie galėtų atlikti tokias užduotis kaip optinis projektavimas, gaminio struktūros projektavimas, įrankių projektavimas, baigtinių elementų analizė ir pelėsių srauto analizė. Kita vertus, nors dauguma liejimo proceso operacijų gali būti valdomos kompiuteriais, kad būtų galima visiškai automatizuoti gamybą, dirbtuvėse vis dar reikia aukšto išsilavinimo ir aukštųjų technologijų talentų. Kadangi tikslaus liejimo įpurškimo proceso valdymas yra pati pažangiausia technologija liejimo srityje. Tipiškas jo bruožas yra tas, kad liejimo mašina turi pažangią valdymo sąsają, kuriai reikia nuolat stebėti ir laiku reguliuoti pagrindinius proceso parametrus, todėl žmogiškasis faktorius yra labai svarbus.
Naudojant tikslią įpurškimo liejimą, polimero optika gali būti pagaminta dideliais kiekiais ir labai tiksliai. Žinoma, tai tik pradžia. Tikslus liejimas vis dar nėra tobulas kai kuriais aspektais, pavyzdžiui: polimerinių medžiagų tyrimai ir plėtra, liejimo liejimo įrangos projektavimas, pelėsių būklės nustatymas, plastikinių dalių tikslumas matavimas ir liejimo modeliavimo analizės programinės įrangos taikymas. Šie tyrimai tikrai suteiks žmonėms geresnius plastikinius optinius lęšius.
