全聚焦非球面塑料光学镜片注塑成型工艺仿真与优化

摘要

全聚焦非球面镜片与光学系统从根本上解决了传统非球面镜片及光学系统设计和加工中的成本高、精度差、周期长等缺陷,实现了真正意义上的光学系统的全聚焦.该产品主要应用于精密光学行业、IT行业、军工行业等领域,如数码相机、DVD、手机摄像头、光通讯,医用检测仪器、激光武器等,其拥有很好的经济效益,具有非常广阔的市场前景.注塑成型是塑料制品的最主要加工方法之一,它具有生产流程简单、快速等优点,故非常适合镜片成型.但是注塑成型却是一个非常复杂的过程,镜片质量受众多因素的影响而不易控制.受理工光学公司委托,本文初步对镜片的材料进行了选择,并利用注塑成型分析软件Moldflow,对某型非球面光学镜片的成型过程进行了模拟,并结合正交试验设计方法,对工艺参数进行了优化.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2光学镜片的发展历程

1.2.1传统的光学镜片

1.2.2全聚焦非球面理论与技术

1.2.3全聚焦非球面镜片

1.2.4光学塑料的要求及常用的光学塑料

1.3注塑成型工艺及特性[4，5]

1.4注塑成型CAE及其研究状况

1.4.1注塑成型CAE概述[6,19,36]

1.4.2注塑成型CAE的内容及方法[27～29]

1.4.3注塑成型CAE的发展概况[33,35]

1.4.4塑料成型CAE的商品化软件[33]

1.5注塑成型工艺参数优化

1.5.1工艺参数优化的必要性

1.5.2注塑工艺参数优化常用方法

1.6本文的研究内容

第2章镜片注塑成型过程的数学模型及数值模拟

2.1前言

2.2注塑成型过程的数学模型

2.2.1充填过程的数学描述[7～11,31,34,55]

2.2.2保压过程的数学描述[12～15,54]

2.2.3冷却过程的数学描述[16～18]

2.3 Moldflow软件的介绍[26～30,32]

2.3.1 Moldflow技术的作用

2.3.2 Moldflow功能介绍

2.4 MOLDFLOW模拟镜片成型过程

2.4.1材料和模型

2.4.2成型过程的模拟

本章小结

第3章注塑成型非球面塑料光学镜片翘曲问题研究

3.1前言

3.2注塑制品翘曲变形的要素和机理

3.2.1结构对注塑制品翘曲变形的影响

3.2.2塑化阶段对制品翘曲变形的影响

3.2.3充模及冷却阶段对翘曲变形的影响

3.2.4脱模阶段对制品翘曲变形的影响

3.3注塑制品收缩的机理及对翘曲变形的影响

3.4翘曲分析的一般方法

3.5 MOLDFLOW分析翘曲问题

3.5.1MOLDFLOW对翘曲问题的分类

3.5.2翘曲产生的原因

3.5.3翘曲变形的改善

3.6非球面塑料光学镜片注塑成型的翘曲分析

本章小结：

第4章注塑成型工艺参数的优化

4.1前言

4.2正交试验设计

4.2.1正交表介绍

4.2.2正交试验的直观分析

4.3工艺参数的优化

4.3.1模拟分析及正交表的建立

4.3.2工艺参数优化

4.4翘曲分析

本章小结：

第5章总结与展望

总结：

展望：

参考文献

附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

附录2：作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢