注射压缩成型技术在塑料光学透镜生产中的应用

　　随着信息及多媒体技术的迅速发展，用于相机、CD、VCD、DVD、MD 及 MO 等的光学读取头 ( Pickuplens) ———塑料光学透镜的需求量非常大。但调研资料表明: 要对高精度塑料光学透镜进行产品化时，难度差异很大。目前国内技术水平停留在生产如玩具照相机、玩具望远镜、低档傻瓜相机镜头等一些低附加值的塑料光学透镜的基础上。一些高附加值的塑料光学透镜，像数码相机、VCD、DVD 中激光头的 Pickup lens 由于涉及高精成型技术难题，国内很少厂家能够掌握，都是以进口零部件，在国内组装为多。因此，我国的高精度塑料光学透镜注塑模具制造业的设计、制造还处于起步阶段。

　　高精度的塑料光学透镜对制品的透光率、光轴同轴度、面形精度和折射率要求非常高。但在透镜的注塑过程中，由于塑料收缩率的存在，通常会引起制品面形收缩，产生内应力，达不到尺寸精度和使用要求。为了获得符合使用要求的高精度光学制品，人们发明了注射压缩成型技术，可以生产面型精度差小于 λ/20甚至 λ/40 的塑料透镜，满足光学透镜要求。但由于国外技术封锁和国内企业视之为技术秘密，国内很多文献和书籍都只是原理性介绍该技术，关于其具体的模具结构设计目前少有报道和发表。为此，本文研究和开发了用于生产高精度塑料光学透镜的注射压缩的结构，并做相关实验考察该结构是否能够达到设计和制造的要求以及满足实际生产需要。

　　1 传统的注射成型技术

　　传统注塑模具中，模芯、镶套都固定在模板上，并选择动、定模的接合面作为分型面，如图1 所示。一般情况下，在光学塑料流体完全填满型腔后，需要对成型中的塑料进行保压，以求减小塑料冷却收缩的影响。但由于浇口尺寸较小，浇口位置的塑料要比流道与型腔内的塑料较快凝固，压力不能传递到型腔，因此传统注塑技术所注塑出来的透镜面形精度通常达不到要求，而且会由于塑料收缩而产生内应力。另一方面，分型面的间隙如果控制得不好，会引起许多如飞边、填充不满、焦烧、气痕和银纹等问题。

　　2 注射压缩成型技术原理

　　注射压缩成型技术又称为两步成型法，是一个较为特殊的保压控制成型法。在合模过程中，动静模留有一定的空隙，间隙的大小视注射件而变化，从1mm到 20 mm 不等。此时将一定体积的光学塑料完全注入型腔后，型腔内充满的塑料由于冷却而产生体积收缩，然后闭紧模具，从外部加一个强制的力使模具的尺寸变小，而使收缩的部分得到补偿，从而得到所要求的尺寸和精度。注射压缩成型法的关键技术是模具结构设计和温度、压力的控制。该技术按压缩形式分为两种方法: 全面收缩法和模芯收缩法，如图2 所示[1]。