CN102173564B - 一种非等温气浮式模压成形的方法 - Google Patents

一种非等温气浮式模压成形的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种非等温气浮式模压成形的方法为如下步骤：一、在非等温气浮式模压成形装置的热风枪上装一气悬浮式托盘(3)，往保温调压腔(12)内注入氮气热气流(2)，将光学坯料(1)置于气悬浮式托盘(3)上方喷出的氮气热气流(2)上均匀加温；二、光学坯料(1)的粘度达到106～108dPa·s时，启动精密模压成形装置夹住光学坯料(1)；三、停止加热，光学坯料(1)充满模腔；四、退火与冷却处理；五、光学坯料(1)的粘度达到1013～1015dPa·s时形成成品。使用本方法直接加热光学坯料能有效地缩短模压工艺时间、降低模具温度，更有效地提升模压工艺的效能。

Description

一种非等温气浮式模压成形的方法
技术领域
本发明属于光学元件模压成形技术领域，尤其涉及一种采用热风枪对被气浮托起的光学坯料直接集中加热的非等温气浮式模压成形的方法，适用于微小光学元件的模压成形，尤其是低熔点塑料光学元件的模压成形。
背景技术
随着现代光学技术的不断进步，各种成像装置使用的光学元件逐渐缩小，便携式电子装置的应用日益广泛，同时也日渐趋向于轻巧、美观及多功能化，其中尤其是一种具有光学镜头的移动电话，因其具有即拍功能、而且使用方便，越来越受到广大消费者的青睐。对于光学材料而言，模压成形技术相对于传统的研磨抛光技术，拥有许多优势，可达到节省成本与量产的双重目的。然而，光学材料透镜的模压成形加工仍有许多亟待克服的难题，例如现有模压成形技术，依然是利用红外灯管透过模具间接加热光学坯料的方式，利用模具来间接地加热坯料。这样的加工方式容易使光学坯料受热不均匀，且带来高温下模具磨耗及热能浪费等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种非等温气浮式模压成形的方法，可有效缩短光学元件的生产周期和提高热能的利用率，从而快速有效的进行模压成形，该方法还可降低模具温度，从而能延长模具的寿命并提高热量的使用效率。
本发明的技术解决方案是，所提供的这样一种非等温气浮式模压成形的方法，参见图1～3，是在已知非等温气浮式模压成形装置的基础上，采取热风枪直接加热的方式集中热力加热光学坯料，并在非等温气浮式模压成形装置的热风枪上装置一气悬浮式托盘，利用该托盘产生的高温气流以气悬浮方式将光学坯料托起供给模具进行精密模压成形，具体步骤如下：
一、进料加热。参见附图2，在非等温气浮式模压成形装置的热风枪枪管上同轴线装置一如图1所示的气悬浮式托盘3。启动上述非等温气浮式模压成形装置的热风枪13的开关，往所取精密模压成形装置的保温调压腔12内注入温度、速度与气压可控的高温压缩氮气热气流2，该氮气热气流2由热风枪13发射，经由金属管4从气悬浮式托盘3的上方喷出，参见附图1～3，待喷出的气流经调节满足压强要求，即所述托盘3喷出之氮气热气流2所产生的向上浮力与预置于氮气热气流2上的目标坯料等重并趋稳定时，常规方法将一目标重量的截面呈椭圆形的光学坯料1置于上述气悬浮式托盘3上方喷出的氮气热气流2上。于是，该光学坯料1悬浮于上述金属管4内喷出的氮气热气流2之上，随重心偏移而偏移、随重心颤动而颤动或随重心翻滚而翻滚，从而由此被氮气热气流2均匀加温；
二、夹持坯料。当步骤一中被氮气热气流2加温的光学坯料1的粘度达到106～108dPa·s时，启动上述精密模压成形装置的左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模套6内设定型面的左模具7与右模套9内设定型面的右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14相向朝中心移动，直至左模具7与右模具8合拢并夹住光学坯料1；
三、闭模。关闭热风枪13的开关，停止对光学坯料的加热，同时在上述二伺服电机的驱动下，左模具7与右模具8继续相向朝中心移动，直至光学坯料1充满由所述左模具7与右模具8合拢所构成的模腔；
四、退火与冷却处理。对步骤三所获经过充分充模的光学坯料1按常规方法实施退火与冷却处理；
五、成品取出。当步骤四所获经过退火处理的光学坯料1的粘度达到1013～1015dPa·s时，该光学坯料1形成成品，反向启动上述左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模具7与右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14反向移动，开模，从中取出成品。
本发明的有益效果是：采用热风枪直接加热光学坯料，改变了传统模压工艺加热时间过长，热能利用率低的工艺缺点，提高了模压工艺的效率，减少了熔融光学坯料和模具的接触时间，降低了对模具的损害。从而能有效地缩短模压工艺时间、降低模具温度，更有效地提升模压工艺的效能。
附图说明
图1为本发明所用装置在非等温气浮式模压成形装置的热风枪上的气悬浮式托盘的结构示意图；
图2为本发明所用非等温气浮式模压成形装置一个具体实施例的结构示意图；
图3为本发明的工艺流程参考图。
以上图1～3中的标示为：1、光学坯料，2、氮气热气流，3、气悬浮式托盘，4、金属管，5、左伺服电机，6、左模套，7、左模具，8右模具，9、右模套，10、右伺服电机，11、左导轨，12、保温调压腔，13、热风枪，14、右导轨。
具体实施方式：
实施例1：
一、参见附图2，本实施例使用的非等温气浮式模压成形装置为中国湖南大学校办光学仪器厂制造的UAPM-2型非等温气浮式模压成形机。在该非等温气浮式模压成形机采用的功率为2000w，温度达800度的市售RCE-6200A型工业汽车用热风枪枪管上同轴线装置一如图1所示的气悬浮式托盘3。启动非等温气浮式模压成形机的热风枪13的开关，往所取精密模压成形装置的保温调压腔12内注入温度、速度与气压可控的高温压缩氮气热气流2，该氮气热气流2由热风枪13发射，经由金属管4从气悬浮式托盘3的上方喷出，参见附图1～3，待喷出的气流经调节满足压强要求，即所述气悬浮式托盘3喷出之氮气热气流2所产生的向上浮力与预置于氮气热气流2上的目标坯料等重并趋稳定时，常规方法将一目标重量的截面呈椭圆形的光学坯料1置于气悬浮式托盘3上方喷出的氮气热气流2上。于是，该光学坯料1悬浮于金属管4内喷出的氮气热气流2之上，随重心偏移而偏移、随重心颤动而颤动或随重心翻滚而翻滚，从而由此被氮气热气流2均匀加温；
二、当步骤一中被氮气热气流2加温的光学坯料1的粘度达到106dPa·s时，启动精密模压成形装置的左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模套6内设定型面的左模具7与右模套9内设定型面的右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14相向朝中心移动，直至左模具7与右模具8的模腔紧贴光学坯料1并夹住光学坯料1；
三、关闭热风枪13的开关，停止对光学坯料的加热，同时在上述二伺服电机的驱动下，左模具7与右模具8继续相向朝中心移动，直至光学坯料1充满由左模具7与右模具8合拢所构成的模腔；
四、对步骤三所获经过充分充模的光学坯料1按常规方法实施退火与冷却处理；
五、当步骤四所获经过退火处理的光学坯料1的粘度达到1013dPa·s时，该光学坯料1形成成品，反向启动上述左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模具7与右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14反向移动，开模，从中取出成品。
实施例2：
步骤一同实施例1；
二、当步骤一中被氮气热气流2加温的光学坯料1的粘度达到108dPa·s时，启动精密模压成形装置的左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模套6内设定型面的左模具7与右模套9内设定型面的右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14相向朝中心移动，直至左模具7与右模具8的模腔紧贴光学坯料1并夹住光学坯料1；
步骤三～四同实施例1；
五、当步骤四所获经过退火处理的光学坯料1的粘度达到1015dPa·s时，该光学坯料1形成成品，反向启动上述左伺服电机5与右伺服电机10，在该二伺服电机的驱动下，左模具7与右模具8依序分别沿左导轨11与右导轨14反向移动，开模，从中取出成品。

Claims (1)

1.一种非等温气浮式模压成形的方法，该方法为如下步骤：
一、在非等温气浮式模压成形装置的热风枪枪管上同轴线装置一气悬浮式托盘（3），启动上述非等温气浮式模压成形装置的热风枪（13）的开关，往所取精密模压成形装置的保温调压腔（12）内注入温度、速度与气压可控的高温压缩氮气热气流（2），该氮气热气流（2）由热风枪（13）发射，经由金属管（4）从气悬浮式托盘（3）的上方喷出，待喷出的气流经调节满足压强要求，即所述托盘（3）喷出之氮气热气流（2）所产生的向上浮力与预置于氮气热气流（2）上的目标坯料等重并趋稳定时，常规方法将一目标重量的截面呈椭圆形的光学坯料（1）置于上述气悬浮式托盘（3）上方喷出的氮气热气流（2）上，于是，该光学坯料（1）悬浮于上述金属管（4）内喷出的氮气热气流（2）之上，随重心偏移而偏移、随重心颤动而颤动或随重心翻滚而翻滚，由此被氮气热气流（2）均匀加温；
二、当步骤一中被氮气热气流（2）加温的光学坯料（1）的粘度达到106～108dPa·s时，启动上述精密模压成形装置的左伺服电机（5）与右伺服电机（10），在该二伺服电机的驱动下，左模套（6）内设定型面的左模具（7）与右模套（9）内设定型面的右模具（8）依序分别沿左导轨（11）与右导轨（14）相向朝中心移动，直至左模具（7）与右模具（8）的模腔紧贴光学坯料（1）并夹住光学坯料（1）；
三、关闭热风枪（13）的开关，停止对光学坯料的加热，同时在上述二伺服电机的驱动下，左模具（7）与右模具（8）继续相向朝中心移动，直至光学坯料充满由所述左模具（7）与右模具（8）合拢所构成的模腔；
四、对步骤三所获经过充分充模的光学坯料（1）按常规方法实施退火与冷却处理；
五、当步骤四所获经过退火处理的光学坯料（1）的粘度达到1013～1015dPa·s时，该光学坯料（1）形成成品，反向启动上述左伺服电机（5）与右伺服电机（10），在该二伺服电机的驱动下，左模具（7）与右模具（8）依序分别沿左导轨（11）与右导轨（14）反向移动，开模，从中取出成品。
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