微透鏡陣列注射壓縮工藝與模具技術(shù)研究.pdf

1、聚合物微透鏡陣列是微光學(xué)系統(tǒng)中重要的光學(xué)元件之一。注射成型的微透鏡陣列存在殘余應(yīng)力大的問題，影響了聚合物微透鏡陣列在高端光學(xué)產(chǎn)品中應(yīng)用。注射壓縮成型方法能有效解決制品中的殘余應(yīng)力問題。本文針對(duì)光學(xué)元件微透鏡陣列，建立模具實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用理論分析、正交試驗(yàn)法和單因素試驗(yàn)法，分別應(yīng)用Moldflow/ICM注壓模塊進(jìn)行仿真分析和光彈性實(shí)驗(yàn)法研究工藝參數(shù)對(duì)聚合物微透鏡陣列殘余應(yīng)力的影響，對(duì)聚合物微透鏡陣列批量化制造具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

2、
　　首先建立了注射壓縮成型分析模型，通過正交試驗(yàn)分析，應(yīng)用Moldflow/ICM注壓模塊仿真分析，揭示了微透鏡陣列的殘余應(yīng)力分布規(guī)律，通過方差分析得到模具溫度、壓縮延遲時(shí)間對(duì)殘余應(yīng)力影響顯著。采用單因素分析法，仿真研究了模具溫度、熔體溫度、壓縮速度、壓縮距離、壓縮延遲時(shí)間和壓縮壓力對(duì)微透鏡陣列殘余應(yīng)力的影響。
　　分析了壓縮框式注射壓縮方式設(shè)計(jì)理念，發(fā)現(xiàn)了前人在壓縮框式注射壓縮方式模具設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，確定了微透鏡陣列注射壓

3、縮模具設(shè)計(jì)原則，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，重點(diǎn)解決了壓縮距離與制件的厚度、壓縮彈簧和壓縮框式閉合，壓縮機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)三方面的協(xié)同工作問題;采用單點(diǎn)金剛石加工技術(shù)，制造了微透鏡陣列微結(jié)構(gòu)模芯，建立了注射壓縮成型模具實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　采用單因素實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行注射壓縮成型實(shí)驗(yàn)，研究了6個(gè)工藝參數(shù)對(duì)微透鏡陣列殘余應(yīng)力的影響。采用應(yīng)力-光學(xué)定律將測(cè)量所得光程差，計(jì)算得到平均殘余應(yīng)力。研究結(jié)果表明:微透鏡陣列殘余應(yīng)力隨模具溫度、壓縮速度的增大而降低，隨熔