CN109291353A - 树脂光学镜片的热压成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种树脂光学镜片的热压成型模具，包含一上模及一下模，上模内部可活动地设有一柱状的上模柱，上模柱底端向下凸伸一柱状的上模仁，下模内部可活动地设有一柱状的下模柱，下模柱顶端凸伸一柱状的下模仁，上模仁与下模仁上下相对，上模仁底端形成一第一成型面，下模仁顶端形成一第二成型面，下模于下模仁顶端形成一模穴及一腔室，模穴与第二成型面相邻，腔室底端与模穴连通，顶端与下模顶缘连通并指向第一成型面，据使上模仁得以相对进入腔室；上模仁的外周面为圆锥状，腔室的内周面为圆锥状，内周面的锥度与外周面的锥度相同，使外周面得与内周面紧密贴靠。所述成型模具成型出的光学镜面的上弧面的弧形中心与下弧面的弧形中心形成同轴。
Description
技术领域
本发明涉及树脂光学镜片的制造，进一步而言，尤指一种树脂光学镜片的热压成型模具。
背景技术
树脂光学镜片的既有制造手段，主要可分为射出成型及热压成型两类，其中，射出成型技术是利用射出成型机将熔融状树脂材料挤压进入射出成型模具，射出成型模具内部依据成型品的形状及尺寸形成相应形状及尺寸的模穴及流道，模穴与流道连通，并于模穴与流道衔接处形成浇口，熔融状树脂材料被挤压进入射出成型模具时，树脂材料流动通过流道及浇口进入模穴并充满模穴，而后降温固化成型为成型品，射出成型模具受限于流道、浇口及模穴在尺寸上的限制，难以用于将树脂材料成型制得小尺寸的光学镜片。
执行热压成型技术制造树脂光学镜片的现有热压成型模具，主要包含一上模及一下模，上模向下凸伸一圆柱状的上模仁，下模内部可活动地设有一圆柱状的下模仁，且下模于下模仁顶端形成一模穴，上模仁与下模仁上下相对，上模仁底端及下模仁顶端分别形成成型面。
利用前述热压成型模具制成树脂光学镜片时，在上模与下模分离的状态下，预先制备的树脂粒状物置入模穴内，而后，上模与下模相对上下位移，使上模仁相对进入模穴内，凭借上模仁及下模仁相对挤压树脂粒状物，使树脂粒状物升温并变形充满位于上模仁与下模仁之间的模穴，而后，模具冷却降温，使充满模穴的树脂冷却并固化定型成为光学镜片，待上模与下模分离，即可脱模取出光学镜片。
前述现有热压成型模具在树脂粒状物置入模穴时，经常发生树脂粒状物未落入模穴底部之中央部份的现象，尤其在下模仁顶端的成型面之中央部份形成上凸状态时，树脂粒状物更难以位于模穴底部之中央部份，当上模仁相对进入模穴，上模仁及下模仁的成型面相对压迫树脂粒状物变形并流动充满模穴时，受到压迫的树脂可能流动进入上模仁外侧面与模穴的内侧面之间的微小间隙内，光学镜片冷却定型后，进入所述间隙内的树脂材料于光学镜片的外周形成了毛边，如此一来，热压成型制成的树脂光学镜片，必需进一步修除所述的毛边，增加了树脂光学镜片的制造工序，且毛边修除加工容易使光学镜片产生加工内应力，日后的内应力逐渐释放过程，易使光学镜片产生微小的变形现象，影响光学镜片各部份折射率的一致性。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种树脂光学镜片的热压成型模具，所述的成型模具用于制得上弧面的弧形中心与下弧面的弧形中心形成同轴的树脂光学镜片。
本发明次要目的在于提供一种树脂光学镜片的热压成型模具，所述的成型模具用于将树脂粒状物热压成型为无毛边的树脂光学镜片。
为满足前述目的，本发明是一种树脂光学镜片的热压成型模具，包含一上模及一下模，上模内部可活动地设有一柱状的上模柱，上模柱底端向下凸伸一柱状的上模仁，下模内部可活动地设有一柱状的下模柱，下模柱顶端凸伸一柱状的下模仁，上模仁与下模仁上下相对，上模仁底端形成一第一成型面，下模仁顶端形成一第二成型面，下模于下模仁顶端形成一模穴及一腔室，模穴与第二成型面相邻，腔室底端与模穴连通，顶端与下模顶缘连通并指向第一成型面，据使上模仁得以相对进入腔室；
上模仁的外周面为圆锥状，腔室的内周面为圆锥状，内周面的锥度与外周面的锥度相同，据使外周面得与内周面紧密贴靠。
如前所述树脂光学镜片的热压成型模具，其中，外周面于邻向上模仁顶缘的一端的外径为D1，外周面于上模仁底端的外径为D2，△D＝D1-D2，且2μm≦△D≦15μm，内周面底端内径为D3，D3等于或略小于D2。
如前所述树脂光学镜片的热压成型模具，其中，下模包含一本体、一衬块及一限制件，衬块嵌设于本体顶缘，衬块是圆形体，限制件是圆环体，限制件嵌设于本体顶缘，限制件于圆环状内缘相邻的部份搭靠于衬块顶缘邻近外周缘处，限制件对衬块形成限制，据此定位衬块于本体。
如前所述树脂光学镜片的热压成型模具，其中，上模底缘向下凸伸一圆环状的导引部，导引部于圆环状的内周形成一第一导引面，下模外周缘形成一第二导引面，第一导引面及第二导引面分别为圆形，第一导引面的内径略大于第二导引面的外径，导引部于底端形成一第一端，上模于第二导引面的顶端形成一第二端，第一端于铅垂方向上低于第一成型面，第二端于铅垂方向上与腔室顶端位于相同水平。
如前所述树脂光学镜片的热压成型模具，其中，第一导引面及第二导引面分别为圆锥状，第一导引面于邻向上模仁顶缘的一端的外径为D4，第一导引面于邻向下模底端的外径为D5，△D’＝D5-D4，且△D’≦(△D)/2，第二导引面的锥度与第一导引面的锥度相同，第一导引面沿着平行于上模仁中轴方向的长度大于上模仁于中轴方向的长度。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：上模仁相对进入腔室时，上模仁与腔室时彼此能够形成同轴，使得所制成光学镜片的上弧面的弧形中心与下弧面的弧形中心形成同轴。
附图说明
图1是本发明实施例一于开模状态的剖视示意图。
图2是图1在上模仁的部份放大示意图。
图3是图1在腔室的部份放大示意图。
图4是本发明实施例一执行合模加压成型光学镜片状态的剖视示意图。
图5是本发明实施例二于开模状态的剖视示意图。
图6是本发明实施例三于开模状态的剖视示意图。
图7是本发明实施例四于开模状态的剖视示意图。
附图标记说明：上模1；导引部12；第一导引面13；第一端14；下模2；模穴21；腔室22；内周面221；本体23；衬块24；限制件25；螺栓26；第二导引面27；第二端28；上模柱3；上模仁31；第一成型面32；外周面34；下模柱4；下模仁41；第二成型面42；树脂粒状物9。
具体实施方式
如图1所示，本发明树脂光学镜片的热压成型模具的实施例一，包含一上模1及一下模2，上模1内部可活动地设有一柱状的上模柱3，上模柱3底端向下凸伸一柱状的上模仁31，下模2内部可活动地设有一柱状的下模柱4，下模柱4顶端凸伸一柱状的下模仁41，上模仁31与下模仁41上下相对，上模仁31底端形成一第一成型面32，下模仁41顶端形成一第二成型面42，第一成型面32及第二成型面42的形状由所欲制成树脂光学镜片的表面形状决定，并不以图式所显示为限，下模2于下模仁41顶端形成一模穴21及一腔室22，模穴21与第二成型面42相邻，腔室22底端与模穴21连通，顶端与下模2顶缘连通并指向第一成型面32，据此，上模1与下模2相对位移时，上模仁31得以相对进入腔室22。
上模仁31于外周形成一圆锥状的外周面34，腔室22的内周面221为圆锥状，于此，受限于图式绘制的比例及精细度等因素，外周面34及内周面221于各图所显示的形状及尺寸比例不能作为解释本发明的限制。
如图2及图3所示，外周面34于邻向上模仁31顶缘的一端的外径为D1，外周面34于上模仁31底端的外径为D2，△D＝D1-D2，且2μm≦△D≦20μm，4μm≦△D≦10μm为较佳，内周面221的锥度与外周面34的锥度相同，内周面221底端的内径为D3，D3等于或略小于D2，且D3等于D2为较佳，据此，上模仁31相对进入腔室22时，上模仁31与腔室22彼此形成同轴，使得所制成光学镜片的上弧面的弧形中心与下弧面的弧形中心形成同轴，外周面34得与内周面221紧密贴靠，外周面34与内周面221之间不会形成可供树脂溢出之间隙，有效避免熔融的树脂溢出模穴21。
进一步而言，上模仁31相对进入腔室22时，由于内周面221与外周面34是锥度相同的圆锥状表面，而可有效导引上模仁31与腔室22之间的侧向定位，且，上模1与下模2相对合模，使得上模仁31开始相对进入腔室22，直至上模1与下模2相对位移并完成合模的过程中，由于内周面221与外周面34是锥度相同的圆锥状表面，得以减少上模仁31的外周面41与腔室22的内周面221彼此间形成相对摩擦现象的行程长度。
前述实施例一可应用于执行一种热压成型树脂光学镜片的方法，所述方法包含如下所述步骤。
树脂预热定量定型：选用日本帝人公司商品型号AD-5503的聚碳酸酯Polycarbonate，略缩语为PC树脂为光学镜片的树脂材料，所述树脂材料的玻璃转化温度TG(Temperature Glass)为140℃～150℃，熔融温度TM(Temperature Melting)为220℃～230℃，根据所欲制得树脂光学镜片的重量、尺寸等规格的需求，将前述树脂材料以塑胶成型工艺预先制成特定形状及重量的光学树脂粒状物，且光学树脂粒状物并升温至预热温度PHT1，PHT1为185℃，TG＜PHT1＜TM，使光学树脂粒状物呈现接近熔融的软化状态。
模具除尘及预热：在无尘环境中，且上模1及下模2处于未合模的开放状态下，利用预先过滤干燥处理后的空气喷吹上模1及下模2，使上模1及下模2形成洁净干燥状态，上模1及下模2于洁净且干燥的状态下分别预热，且上模仁31及下模仁41的表面升温至成型温度PHT2，上模1及下模2的加热，可视需要选择采用热源辐射、热对流、热传导、诱电加热、热风加热或高周波加热等不同加热形式中之一种或数种并用，且根据制作光学树脂粒状物所选用的树脂材料，光学树脂粒状物的熔融温度TM为220℃～230℃，PHT1＜PHT2≦230℃，PHT2为185℃以上并大于PHT1，且PHT2等于或小于230℃，基于降低光学树脂粒状物发生应力、提高所制成光学镜片的合格率及量产性等因素，PHT2接近PHT1为较佳。
入模：在上模1与下模2分离且模穴21形成对外开放的状态下，预热至PHT1的定量软化树脂粒状物置入模穴21内。
合模加压：下模2向上位移，上模1与下模2相对合模，并抽取腔室22及模穴21内的空气，使腔室22及模穴21内部形成真空状态，上模仁31相对进入腔室22，直至上模仁31与腔室22形成紧配合状态如图4所示，外周面34与内周面221紧密贴靠，使上模仁31及下模仁41对树脂粒状物9加热，且上模仁31及下模仁41分别凭借第一成型面32及第二成型面42对树脂粒状物9加压，使软化的树脂粒状物9进一步升温呈熔融状态并充满模穴21，由于上模仁31与腔室22形成紧配合状态，外周面34与内周面221紧密贴靠，外周面34与内周面221之间不会形成可供树脂溢出之间隙，有效避免熔融的树脂溢出模穴21。
冷却定型：模具冷却降温，使充满模穴21的树脂冷却降温至低于玻璃转化温度TG至少30℃以上，固化定型为光学镜片，且第一成型面32及第二成型面42的形状分别转写于光学镜片的表面，
脱模：下模2下降，上模1与下模2分离，上模仁31相对退出腔室22，即可自模穴21取出光学镜片。
执行前述脱模步骤后，依序执行模具除尘及预热步骤、入模步骤、合模加压步骤、冷却定型步骤及脱模步骤，即可循环反复地连续式制造树脂光学镜片。
利用本发明执行热压成型制造光学镜片，上模仁31与下模仁41对树脂加热及加压，迫使树脂流动并充满模穴21时，由于外周面34与内周面221紧密贴靠，外周面34与内周面221之间不会形成可供树脂溢出之间隙，所制得的光学镜片不会在周边形成毛边，也就无需后续对光学镜片执行毛边修除加工，简化了树脂光学镜片的制造工序，并避免光学镜片由于毛边修除加工产生加工内应力，提高光学镜片各部份折射率一致性的可靠度。
实施例二由实施例一变化而得，如图5所示，实施例二包含一上模1及一下模2，上模1内部可活动地设有一柱状的上模柱3，上模柱3底端向下凸伸一柱状的上模仁31，下模2内部可活动地设有一柱状的下模柱4，下模柱4顶端凸伸一柱状的下模仁41，上模仁31与下模仁41上下相对，上模仁31底端形成一第一成型面32，下模仁41顶端形成一第二成型面42，下模2于下模仁41顶端形成一模穴21及一腔室22，模穴21与第二成型面42相邻，腔室22底端与模穴21连通，顶端与下模2顶缘连通并指向第一成型面32，据此，上模1与下模2相对位移时，上模仁31得以相对进入腔室22。
实施例二前述构成与实施例一相同。
下模2包含一本体23、一衬块24及一限制件25，衬块24嵌设于本体23顶缘，衬块24是圆形体，限制件25是圆环体，限制件25嵌设于本体23顶缘，限制件25于圆环状内缘相邻的部份搭靠于衬块24顶缘邻近外周缘处，限制件25对衬块24形成限制，据此定位衬块24于本体23，限制件25枢设数根螺栓26，各螺栓26分别与本体23螺接，据使限制件25与本体23相接。
下模柱4可活动地设有于本体23，下模仁41凸伸于衬块24内，模穴21及腔室22形成于衬块24内。
实施例二可依据不同光学镜片的制造需求，更换具有相应构造及尺寸的上模柱3、下模柱4及衬块24，而无需更换本体23，有利于多样化光学镜片的成型制造。
实施例三由实施例一变化而得，实施例三相同于实施例一的构成恕不重复说明，如图6所示，实施例三包含一上模1及一下模2，其中，实施例三不同于实施例一的构成，主要在于，上模1底缘向下凸伸一圆环状的导引部12，导引部12于圆环状的内周形成一第一导引面13，下模2外周缘形成一第二导引面27，第一导引面13及第二导引面27分别为圆形，且第一导引面13及第二导引面27分别为圆锥状，第一导引面13的内径略大于第二导引面27的外径，第一导引面13于邻向上模仁31顶缘的一端的外径为D4，第一导引面13于邻向下模2底端的外径为D5，△D’＝D5-D4，且△D’≦△D/2，第二导引面27的锥度与第一导引面13的锥度相同，导引部12于底端形成一第一端14，上模1于第二导引面27的顶端形成一第二端28，第一端14于铅垂方向上低于上模仁31底端的第一成型面32，第二端28于铅垂方向上与腔室22顶端位于相同水平，据此，凭借△D’≦△D/2，避免上模仁的外周面与下模的腔室的内周面形成磨擦耗损，再者，第一导引面13沿着平行于上模仁31中轴方向的长度大于上模仁31于中轴方向的长度。
下模2向着上模1位移时，导引部12相对移向下模2的外周，第二导引面27逐渐移向第一导引面13的内缘，凭借第一导引面13及第二导引面27引导下模2与上模1彼此于水平方向上的对位可靠度，使上模仁31得以准确地相对进入腔室22，避免上模仁31与下模2彼此碰撞。
进一步而言，第一导引面13及第二导引面27也可分别变化形状，使第一导引面13与上模仁31之中轴方向平行，第二导引面27与下模仁41之中轴方向平行，据此构成实施例三的变换实施例。
实施例四系结合实施例二及实施例三变化而得，如图7所示，实施例四包含一上模1及一下模2，其中，实施例四不同于实施例二的构成，主要在于，上模1底缘向下凸伸一圆环状的导引部12，导引部12于圆环状的内周形成一第一导引面13，下模2外周缘形成一第二导引面27，且第二导引面27系形成于本体23外周，且导引部12、第一导引面13及第二导引面27的构成与实施例三相同，恕不重复赘述。
Claims (7)
1.一种树脂光学镜片的热压成型模具，其特征是包含一上模及一下模，上模内部可活动地设有一柱状的上模柱，上模柱底端向下凸伸一柱状的上模仁，下模内部可活动地设有一柱状的下模柱，下模柱顶端凸伸一柱状的下模仁，上模仁与下模仁上下相对，上模仁底端形成一第一成型面，下模仁顶端形成一第二成型面，下模在下模仁顶端形成一模穴及一腔室，模穴与第二成型面相邻，腔室底端与模穴连通，顶端与下模顶缘连通并指向第一成型面，使上模仁得以相对进入腔室；
上模仁的外周面为圆锥状，腔室的内周面为圆锥状，内周面的锥度与外周面的锥度相同，使外周面能够与内周面紧密贴靠，据此，上模仁相对进入腔室时，上模仁与腔室彼此形成同轴，使得所制成光学镜片的上弧面的弧形中心与下弧面的弧形中心形成同轴。
2.根据权利要求1所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，外周面在邻向上模仁顶缘的一端的外径为D1，外周面于上模仁底端的外径为D2，△D＝D1-D2，且2μm≦△D≦15μm，内周面底端内径为D3，D3等于或略小于D2。
3.根据权利要求2所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，4μm≦△D≦10μm。
4.根据权利要求1所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，下模包含一本体、一衬块及一限制件，衬块嵌设于本体顶缘，衬块是圆形体，限制件是圆环体，限制件嵌设于本体顶缘，限制件在圆环状内缘相邻的部份搭靠于衬块顶缘邻近外周缘处，限制件对衬块形成限制，据此定位衬块于本体。
5.根据权利要求4所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，限制件枢设有数根螺栓，各螺栓分别与本体螺接。
6.根据权利要求1或第4项所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，上模底缘向下凸伸一圆环状的导引部，导引部在圆环状的内周形成一第一导引面，下模外周缘形成一第二导引面，第一导引面及第二导引面分别为圆形，第一导引面的内径略大于第二导引面的外径，导引部在底端形成一第一端，上模在第二导引面的顶端形成一第二端，第一端在铅垂方向上低于第一成型面，第二端在铅垂方向上与腔室顶端位于相同水平。
7.根据权利要求6所述树脂光学镜片的热压成型模具，其特征在于，第一导引面及第二导引面分别为圆锥状，第一导引面于邻向上模仁顶缘的一端的外径为D4，第一导引面于邻向下模底端的外径为D5，△D’＝D5-D4，且△D’≦(△D)/2，第二导引面的锥度与第一导引面的锥度相同，第一导引面沿着平行于上模仁中轴方向的长度大于上模仁于中轴方向的长度。
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