CN103552225A - 透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法，一、在可视化模具入射光型腔观测窗口处设置起偏镜，可视化模具出射光型腔观测窗口处设置检偏镜；起偏镜、检偏镜之间的光路穿过型腔；二、在检偏镜后侧设置高速摄像机，高速摄像机视频信号输出端与计算机视频信号输入端连接；在起偏镜后侧设置光源；三、开启注射压缩成型机、计算机、高速摄像机、光源；向可视化模具型腔内注入熔体；高速摄像机实时拍摄偏振光下制品成型过程中表面偏振光的响应图片，计算机运行图像处理程序对型腔内制品在残余应力作用下的光弹图片进行分析、对比，判断在该工艺参数条件下残余应力是否符合制品质量要求。本发明优点是缩短了工艺参数优化时间。

Description

透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法

技术领域

本发明涉及透明注塑制品，尤其是涉及透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法。

背景技术

注射压缩成型是塑料注射成型中的一种高级方式，能够显著减小注射成型压力，降低制品内应力，尤其适用于有光学要求的透明制品。注射压缩成型最开始用于生产光学透镜、激光唱片、导光板等小尺寸高精度光学制品，但从20世纪末起，注射压缩成型开始用于制造航空和汽车领域的大尺寸透明件，进一步扩展了该成型技术的应用领域。由于注射压缩成型比普通注塑成型增加了压缩过程，压缩过程会对熔体充填产生影响，使熔体在模具中的流动受注射压力和压缩力耦合作用，从而使得制品成型过程更加复杂。注射压缩成型的大尺寸透明制品的主要问题之一是制品有可能内应力分布不均匀，从而影响制品的质量，尤其是力学性能。无定形的透明高分子材料受到应力时，其光学性质会由各向同性变成各向异性，在光学质量上则表现为双折射现象。由于双折射现象会影响光学零件焦点的准确性及成像质量，因此它是聚合物光学零件最重要的质量指标之一。如果能够在透明制品注射压缩成型过程中对透明制品内应力变化过程进行实时检测，从而对制品的注射压缩成型工艺进行优化，那么就可以提高注射压缩成型制品的质量。但目前还未见诸有关这方面的报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种依托可视化模具、利用光弹技术对透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法，包括下述步骤：

第一步、在可视化模具的入射光型腔观测窗口处设置起偏镜，可视化模具的出射光型腔观测窗口处设置检偏镜；所述起偏镜、检偏镜之间的光路穿过模具型腔；

第二步、在检偏镜出射光侧设置高速摄像机，所述高速摄像机的视频信号输出端与计算机的视频信号输入端连接；在起偏镜入射光侧设置光源，所述光源颜色为白光或黄光；

第三步、开启注射压缩成型机、计算机、高速摄像机、光源；根据注塑制品的材料设定注射压缩成型机的工艺参数后，向可视化模具的型腔内注入熔体；高速摄像机实时拍摄偏振光下制品成型过程中表面受偏振光响应的光弹图片，观察得到的光弹图片是否符合质量要求，若符合，将此工艺条件作为生产透明制品的工艺条件；若不符合，调整工艺参数，重复注入熔体过程，直至达到符合透明制品质量要求，从而获得满足透明制品质量要求的最佳工艺参数。

本发明优点在于利用高速摄相机、可视化模具、计算机、起偏镜、检偏镜和图像处理技术对透明制品注射压缩成型过程内应力分布进行实时检测，因此可以图像化地得到制品内应力分布，克服了长久以来注塑成型过程“黑匣子”的状态，并以此为依据进行工艺参数的优化，极大缩短了工艺参数优化的时间。同时还可以在制品连续生产过程中检测成型制品质量，通过对成型制品的光弹图像对比分析，将不合格制品从生产线中直接剔除出来，节省了人工后期检测环节，达到降低了企业成产成本、提高生产效率目的。

附图说明

图1是按照本发明方法实施的所述在线检测系统结构示意图。

图2是本发明所述图像处理程序流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的一种适用于透明制品的注射压缩成型过程内应力分布的实时检测方法，按照下述步骤进行：

第一步、在可视化模具1的入射光型腔观测窗口2处设置起偏镜3，在可视化模具1的出射光型腔观测窗口4处设置检偏镜5；所述起偏镜3、检偏镜5之间的光路穿过型腔6；右侧的型腔观测窗口2和左侧的型腔观测窗口4均由透明石英玻璃材料制成；

第二步、在检偏镜5后侧设置高速摄像机7，所述高速摄像机7的视频信号输出端与计算机8的视频信号输入端连接；在起偏镜3后侧设置光源9，所述光源9的颜色为白光或黄光均可；

第三步、开启注射压缩成型机10、计算机8、高速摄像机7、光源9；根据注塑制品的材料设定注射压缩成型机10的工艺参数后，向可视化模具1的型腔6内注入熔体；高速摄像机7实时拍摄偏振光下制品成型过程中表面偏振光的响应图片，并传输给计算机8，计算机8运行图像处理程序对型腔6内制品在内应力作用下的光弹图片进行实时显示，若符合，将此工艺条件作为生产透明制品的工艺条件；若不符合，调整工艺参数，重复注入熔体过程，直至达到符合透明制品质量要求，从而获得满足透明制品质量要求的最佳工艺参数。

当然，也可事先在计算机8内安装合格制品的光弹图片程序，用于对透明制品注射压缩成型生产过程的在线质量检测，即通过高速摄像机7实时拍摄偏振光下制品成型过程中表面偏振光的响应图片，并传输给计算机8，计算机8运行合格制品的光弹图片程序与型腔6内制品在内应力作用下的光弹图片进行实时对比分析，判断该制品内应力是否符合制品质量要求；若不符合制品质量要求，将此制品标记出来。

Claims (1)

1.一种透明制品注射压缩成型过程内应力分布实时检测方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步、在可视化模具的入射光型腔观测窗口处设置起偏镜，可视化模具的出射光型腔观测窗口处设置检偏镜；所述起偏镜、检偏镜之间的光路穿过型腔；

第二步、在检偏镜后侧设置高速摄像机，所述高速摄像机的视频信号输出端与计算机的视频信号输入端连接；在起偏镜后侧设置光源，所述光源颜色为白光或黄光；

第三步、开启注射压缩成型机、计算机、高速摄像机、光源；根据注塑制品的材料设定注射压缩成型机的工艺参数后，向可视化模具的型腔内注入熔体；高速摄像机实时拍摄偏振光下制品成型过程中表面偏振光的响应图片，并传输给计算机，计算机运行图像处理程序对型腔内制品在残余应力作用下的光弹图片进行分析，并同预先设定好的合格制品的光弹图片对比分析，判断在该工艺参数条件下残余应力是否符合制品质量要求；若不符合制品质量要求，调整注射压缩成型机的工艺参数后重复上述注入熔体过程，直至达到符合制品质量要求，从而获得最佳的工艺参数。

Images