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光学零件微结构注塑成型工艺研究

作 者: 邓雄
导 师: 尹自强
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 机械工程
关键词: 微注塑成型 工艺参数 导光板 光波导 微透镜阵列
分类号: TQ320.662
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


做注塑成型是指以注射的方法生产特征尺寸(至少在二维方向上)处于亚毫米量级的零件或结构的工艺技术。随着做型光学仪器、做型医疗仪器和做型传感器等做系统的迅速发展,作为主要组成部分的做结构器件成为开发、研究的重点,而做结构的成型质量更是其功能实现的关键。直用常规注塑成型工艺条件不能生产出高质量的做注塑件,为此需要研究做注塑成型过程的特点,找出工艺条件对做结构成型质量的影响规律,确定适合塑件成型质量要求的最佳工艺条件。本文分三个部分研究做结构成型质量与注塑工艺参数之间的关系,具体研究工作如下:1.选取导光板底部v型做槽来研究做结构角度的成型质量与工艺参数之间的关系。文中利用光学设计软件lightools建立相直的背光模组模型,仿真优化出v型做槽的参数,进而设计制造出配套的注塑成型导光板的模具。通过正交实验,分忻工艺参数组合对选定指标值的影响关系,优化出合理工艺参数组合,并进行注塑实验,实验表明优化参数下的注塑件角度和深度的成型精度部得到了提升,定性的光学检测表明v型做槽导光板将光调制到了需要的方向,而且整个面的均匀性较好。2.选取光波导包层梯形做结构来研究做结构尺寸(宽度和深度)和表面质量(粗糙度)与工艺参数之间的关系。文中针对设计的梯形做结构的指标要求,采用正交试验法分忻工艺参数对光波导整体性能的影响,对多指标优化问题建立模糊加权评价模型,优化出工艺参数组合。实验表明优化参数下注塑件的尺寸成型误差降低了,而且成型表面质量得到了提升,对光波导的通光检测表明注塑件的尺寸精度和表面质量能满足要求。3.选取做透镜阵列来研究做结构轮廓复制度与工艺参数之间的关系。为进一步研究做结构成型质量与工艺参数间的关系,文中根据做透镜阵列的成型特点,设计做透镜阵列的参数,结合正交试验法和单因素试验法,选取制品的成型重量作为复制度评价指标,运用Autodesk Moldflowr Insight 2010仿真软件分忻不同工艺参数组合下做透镜阵列的成型重量,确定最优工艺参数组合并进行注塑实验,检测结果表明注塑件的重量增加了,而且轮廓复制度提升了。4.总结v型做槽、梯形做槽以及球形做透镜三种结构的特点,分忻注塑过程中模流充填的联系,研究三者注塑成型质量之间的关系。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第一章 绪论  12-22
  1.1 课题名称、来源、选题依据  12-13
  1.2 微注塑成型技术  13-20
    1.2.1 女注塑成型技术的含义  13-14
    1.2.2 女注塑成型技术的直用  14-15
    1.2.3 女注塑成型技术的发展  15-20
  1.3 论文的主要内容  20-22
第二章 微注塑成型研究理论  22-33
  2.1 做注塑充模过程的数学模型  22-28
    2.1.1 宏观粘性流体力学基本方程  22-23
    2.1.2 女注塑充模控制方程  23-25
    2.1.3 做注塑非牛顿流体的粘度模型  25-28
  2.2 微观充模流动的影响因素  28-31
    2.2.1 传导与热对流  28-30
    2.2.2 表面粗糙度  30
    2.2.3 熔体的粘弹性效直  30-31
  2.3 做注塑成型质量的影响因素  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章 导光板V型微槽的注塑成型研究  33-60
  3.1 概述  33-36
    3.1.1 导光板介绍  33-35
    3.1.2 导光板的光学评价  35-36
  3.2 导光板的做结构设计  36-51
    3.2.1 V型~做槽导光板的工作原理  36-38
    3.2.2 V型做槽参数设计  38-51
  3.3 导光板注塑模具制作  51-52
  3.4 导光板注塑实验研究  52-59
    3.4.1 正交试验法  52-54
    3.4.2 V型做槽成型尺寸分忻  54-58
    3.4.3 定性光学检测  58-59
  3.5 本章小结  59-60
第四章 光波导梯形微槽的注塑成型研究  60-68
  4.1 概述  60
  4.2 光波导模具制作  60-63
    4.2.1 梯形波导参数设计  61
    4.2.2 模芯加工与测量  61-63
  4.3 光波导包层注塑实验研究  63-67
    4.3.1 工艺实验设计  63
    4.3.2 梯形做槽成型质量分忻  63-66
    4.3.3 注塑实验验证  66-67
  4.5 本章小结  67-68
第五章 微透镜阵列的注塑成型研究  68-79
  5.1 概述  68-69
  5.2 微透镜阵列设计与模具制作  69-71
    5.2.1 做透镜阵列设计  69-70
    5.2.2 模具加工  70-71
  5.3 做透镜阵列注塑仿真及实验研究  71-78
    5.3.1 CAE辅助分忻流程  71-72
    5.3.2 仿真实验设计与分忻  72-77
    5.3.3 注塑实验验证  77-78
  5.4 本章小结  78-79
第六章 总结与展望  79-82
  6.1 全文总结  79-81
  6.2 研究展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-87
作者在学期间取得的学术成果  87

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 生产过程与生产工艺 > 成型加工 > 注射成型
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