一種LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具制造技術

本實用新型專利技術提供了一種LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，在注射階段透鏡型腔保留一定的壓縮行程空間，在壓縮階段通過薄型液壓缸向各個透鏡的型腔同時局部施壓，主流道采用主流道熱噴嘴結構，通過冷流道與冷澆口把熔料輸送到透鏡型腔，成型透鏡及其澆注系統凝料通過脫模機構從熱流道注射壓縮模具的動模頂出。動模模仁鑲件通過螺釘連接安裝在鑲件載板上，鑲件載板由安裝在動模座板上的液壓裝置驅動，通過壓縮機構實現對透鏡型腔的壓縮及壓縮力的控制。用主流道熱噴嘴代替一般注射模具的主流道襯套，熔料經過熱噴嘴進入分流道，實現澆注系統的熱流道與冷流道共存。熱流道注射壓縮模具可以滿足成型透鏡光學曲面精度要求，獲得高透光性和低雙折射的LED非球面透鏡。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及塑料注射成型加工模具領域，具體涉及一種LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具。
技術介紹
透鏡作為LED照明的主要光形控制器件，不但能會聚光束，而且也能產生發散光束，可以對LED發出的各個角度的光進行有效控制。尤其是LED照明用非球面透鏡，在改善成像質量方面效果顯著，各種非圓對稱光斑的設計更加靈活，使得LED非球面透鏡作為配光器件在景觀照明、汽車照明、道路照明、工礦照明等領域的應用越來越廣泛。LED非球面透鏡通常采用光學級塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)注射成型加工，非球面特性使其成型難度要比普通球面透鏡困難得多。LED非球面透鏡作為光學級產品，對透光率、面形精度、表面質量、熱穩定性、折射率、混濁度、光軸同軸度等都有嚴格要求。注射成型過程中其內部的殘余應力使得透鏡呈現各向異性的特征，導致LED非球面透鏡產生折射率變化。LED非球面透鏡的壁厚不均性，使得透鏡密度及折射率分布不均，產生殘余應力及雙折射現象，難以保證透鏡的形狀精度和光學均一性。LED非球面透鏡質量受諸多因素影響，可能出現氣孔和銀紋，需要提高注射壓力和注射速度；可能出現透鏡粘模，需要合理設計模具結構，提高透鏡成型模具型腔和型芯的制造精度。高的保壓壓力可以減少透鏡的翹曲變形和體積收縮，而較長的冷卻時間可以使透鏡芯部冷卻更均勻，從而使透鏡的內部殘余應力改善，折射率變化相應減小。注射成型制品的體積收縮不均、翹曲變形及殘余應力大等質量缺陷，尤其與注射成型工藝中的保壓狀態有關。注射成型是以保壓方式防止制品的收縮，保壓壓力小則使補縮不足，保壓壓力大則澆口附近的分子取向嚴重，形成殘余應力，導致制品變形而影響精度。LED非球面透鏡注射成型的殘余應力大且分布范圍寬，雙折射值大且分布不均勻，注射成型的收縮和雙折射影響LED非球面透鏡的面形精度和成像效果。注射壓縮成型將注射和壓縮兩種成型方式相結合，模具首次合模時動模和定模不完全閉合而預留一定的壓縮間隙，隨后向型腔內注射熔體，當填充模具型腔的熔體因冷卻而體積收縮時模具再完全閉合，由壓縮機構壓實型腔中的熔體。注射壓縮成型在注射階段模具型腔沒有完全閉合，需要的注射壓力較低，有利于減小熔體間的剪切作用和大分子取向程度；在壓縮階段對型腔熔體進一步施壓，壓力在型腔內的分布非常均勻。在注射壓縮成型方法基礎上熱流道技術的綜合LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，通過主流道熱噴嘴對澆注系統熔料狀態有效控制，可以進一步降低成型透鏡的殘余應力與翹曲變形，改善透鏡的翹曲率、透光率和折射率，能量損失少，減少凝料，材料利用效率高，成型加工周期短。因此，LED非球面透鏡熱流道注射壓縮成型可以降低透鏡的收縮、翹曲、殘余應力及雙折射現象，滿足LED非球面透鏡的成型加工精度和光學性能要求。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，以解決或減少LED非球面透鏡注射成型加工存在的體積收縮不均、翹曲變形及殘余應力大、折射率分布不均、雙折射現象等形狀精度和光學均一性問題。本技術的目的是通過以下技術方案來實現的。采用注射壓縮成型方法，即在注射階段模具型腔不完全閉合，透鏡型腔保留一定的壓縮行程空間，注塑機向型腔注射熔料完成填充；在壓縮階段通過薄型液壓缸向各個透鏡的型腔同時局部施壓，直至模具型腔的完全閉合。采用熱流道技術，即把一般冷流道系統的主流道采用主流道熱噴嘴結構，使主流道內熔料始終保持熔融狀態，再通過冷流道與冷澆口把熔料輸送到透鏡型腔，避免在透鏡光學表面形成澆口疤痕，從而完成LED非球面透鏡熱流道注射壓縮成型加工。所述LED非球面透鏡具有結構對稱性，對透光率、折射率的均勻性、混濁度等要求嚴格，透鏡材料采用光學級PMMA、PC，具有很好的透光性和力學性能，尺寸穩定性好，流動性較差，收縮率偏大，可以滿足LED非球面透鏡光學性能和成型加工精度的要求。所述LED非球面透鏡注射壓縮成型方法采用模芯收縮，在動模板的底面加工一個凹槽，并在凹槽中放入鑲件載板，動模模仁鑲件通過螺釘連接安裝在鑲件載板上，而鑲件載板由安裝在動模座板上的液壓裝置驅動。在鑲件載板下方安裝有限位板，通過它對鑲件載板的回程進行限制，從而通過壓縮機構實現對透鏡型腔的壓縮及壓縮力的控制。所述LED非球面透鏡的熱流道技術，用主流道熱噴嘴代替一般注射模具的主流道襯套，熔料經過熱噴嘴的加熱與保溫進入分流道。澆注系統采用一模六腔的形式，分流道形狀分布為平衡式，分流道截面形狀選擇圓形，在分型面上開設扇形澆口，實現澆注系統的熱流道與冷流道共存。所述LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，主流道冷料穴采用倒錐型結構，開模時透鏡制品留在動模一側，分流道凝料由四個大推桿頂出，而各透鏡制品則分別由六個均勻分布的小推桿頂出，實現脫模機構對透鏡由動模型腔的順暢分離。綜合注射壓縮成型方法和熱流道技術的LED非球面透鏡成型模具，鑲件單獨加工制作，然后嵌入動模模仁和定模模仁中，模具結構簡單，制造成本低，可以滿足成型透鏡光學曲面精度要求，獲得高透光性和低雙折射的LED非球面透鏡。與現有技術相比，本技術具有如下優點。1、采用注射壓縮成型方法的LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，注射階段需要的注射壓力較低，壓縮階段各透鏡型腔同時局部施壓，壓力在型腔內分布非常均勻，熔體間剪切作用和大分子取向程度小，降低了成型透鏡的殘余應力，透鏡具有高的透光性及形狀精度和低雙折射，可以滿足LED非球面透鏡的光學均一性要求。2、采用熱流道技術的LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，通過主流道熱噴嘴對澆注系統熔料狀態有效控制，充填時間短，充填壓力低，能量損失少，減少凝料，材料利用效率高，透鏡的體積收縮均勻及翹曲變形小，可以滿足LED非球面透鏡的形狀精度要求。3、采用注射壓縮成型方法與熱流道技術綜合的LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，可以進一步降低成型透鏡的殘余應力與翹曲變形，實現低壓注射和型腔內熔體壓力均勻分布，顯著提高透鏡的面形精度，改善透鏡的翹曲率、透光率和折射率，成型效率高，節能降耗，可以滿足LED非球面透鏡的成型加工精度和光學性能要求。【附圖說明】圖1是本技術LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具的結構示意圖。圖2是LED非球面透鏡的正面構型圖。圖3是LED非球面透鏡的背面構型圖。圖4是定模模仁鑲件的構型圖。圖5是動模模仁鑲件的構型圖。圖6是定模模仁的構型圖。圖7是動模模仁的構型圖。【具體實施方式】下面結合附圖和【具體實施方式】，對本技術作進一步詳細的描述。如圖1所示，LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具包含模架、澆注系統、導向機構、脫模機構和壓縮機構等部分，主要由限位釘1、推桿固定板2、推板3、大推桿4、小推桿5、復位彈簧6、復位桿7、動模板8、動模模仁9、定模板10、定模模仁11、定模座板12、定位環13、主流道熱噴嘴14、內六角螺釘15/19/20、定模模仁鑲件16、當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED非球面透鏡熱流道注射壓縮模具，其特征在于：在注射階段透鏡型腔保留一定的壓縮行程空間，在壓縮階段通過薄型液壓缸向各個透鏡的型腔同時局部施壓，主流道采用主流道熱噴嘴結構，通過冷流道與冷澆口把熔料輸送到透鏡型腔，成型透鏡及其澆注系統凝料通過脫模機構從熱流道注射壓縮模具的動模頂出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜遙雪，杜思瑩，周陽，
申請(專利權)人：五邑大學，
類型：新型
國別省市：廣東;44