浅谈光学镜片模具设计和制造

一、 光学模具基本要求

我们已经有了一个基本的现代模具。对于塑料模具，这些结构基本上是通用的。光学注塑模具和普通塑料注塑模具有什么区别？

答案是：非常高的精度和均匀性要求。我们希望制造的透镜具有高精度；同时，我们希望这些镜片越相同越好。我们这里的意思是，每个镜头越相同，效果越好。不同孔制作的镜片精度相同，不同模具制作的镜片精度相同。随着生产的进步，我们的镜头精度也得到了保证。

二、 光学模具重要参数

光学模具的高精度主要通过高精度模具设计和模具加工设备来实现。光学单透镜有许多公差。该模具主要保证成形透镜的表面精度、偏心率和表面光洁度。成形后，光学透镜的表面精度P-V可达到±0.1至±0.5um，尺寸精度和偏心率可达到<2um。模具本身的精度更高，例如，模芯本身的尺寸精度将<0.5um。模芯表面光滑，最大可达ra0.2nm～0.3nm。模具加工评定包括尺寸精度、圆度、平行度、垂直度、偏心率、平整度、表面粗糙度评定等。

模具的主要部件有：

模芯：对于手机镜头尺寸的镜头，根据镜头尺寸有4、8、12、16、32个孔。下图显示了12个穴位的情况。

浇注系统：从示意图可以看出，主流道分为6个导流流道，每个导流流道末端分为两个导流流道，最终形成12个透镜体。可以看出，导流渠末端有一个冷料井，用于将注射间隔期间温度相对较低的塑料储存在塑料注射成型模具中，以确保这些塑料不会进入最终成型零件。

材料开口设计：从示意图中可以看出，透镜与流道之间的连接处有一个小的收缩材料开口，这是为了提高塑料进入速度，减小剪切开口的尺寸。

顶出模式：根据顶出模式的不同，可分为顶杆顶出模式和堆芯顶出模式。也有两种弹射模式同时使用。光学元件之间的区别在于，推杆式透镜的偏心度得到更好的控制，模芯式透镜的表面形状得到更好的控制。但这不是绝对的。这取决于镜片和模具的具体生产设计。您可以在示意图中看到蓝色标记的弹出位置。

排气系统：下图中最外圈的槽结构为模具的排气槽。

三、 光学模具工艺

1、镜头管模具

镜筒的成型模具与透镜的成型模具相似。由于镜筒的结构，模具将添加嵌件、滑块和其他结构。同时，由于镜筒较大，镜筒的模孔数量在4个或8个以上，每个模孔使用多个浇口以确保填充。一般来说，镜筒注射成型的精度要求略低于镜头模具的精度要求。然而，随着手机镜头越来越大，镜筒越来越大，镜筒壁越来越薄，难度越来越高。同时，镜筒负责部分保证透镜之间的相对偏心位置，精度要求越来越高。

2、模式流分析

计算机辅助设计（CAD）首先用于现代塑料成型模具中的模具流动分析和成型参数设计，如Autodesk Moldflow、Moldflow plastics insight（MPI）、Moldex3D等。这些软件可以进行三维建模，然后输入成型和注塑的速度和温度等参数，然后分析模具中的塑料流动，填充条件（填充程度、焊缝）、填充压力、填充时间、冷却时间、压力变化、锁模力需求、模具夹持等。我们将在下一章中解释透镜成型问题。

3、模具加工工艺及设备

光学镜片模具的零件加工主要包括型芯预加工、型芯表面加工、模板切割、磨削、钻孔、铣削等工序。

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