CN111231200A - 一种光学塑料镜片的模压模仁及模压模仁的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光学塑料镜片的模压模仁，模压模仁包括：主体（1）、非球面头（2）和镍层（3），非球面头（2）固定在主体（1）的上端，镍层（3）覆盖非球面头（2）的上表面，非球面头（2）的上表面具有非球面（21），主体（1）由钢材形成，非球面头（2）由玻璃形成。上述模压模仁通过模压的方式制造，具有可复制性，不再需要通过非球面超精密加工设备进行加工，大大降低制造成本，并且大大提高制造效率。此外，玻璃的洛氏硬度为58~64，高于钢材和镍层的硬度，在镜片模压过程中不容易出现形变，有利于保证镜片的成型尺寸精度。

Description

一种光学塑料镜片的模压模仁及模压模仁的制造方法

技术领域

本发明涉及模压模仁，尤其是涉及一种光学塑料镜片的模压模仁及模压模仁的制造方法。

背景技术

光学镜片大多采用玻璃或塑料形成，而成型方法大多采用的是模压加工。对于光学玻璃镜片，加工方法是先将玻璃素材加热至500℃~700℃进行软化，然后在模具内部加压成型为玻璃镜片，模具内设置了镀有类金刚石膜层的高精密非球面钨钢模仁，在加压过程中，类金刚石膜层的非球面表面形状复制到玻璃上面；对于光学塑料镜片，加工方法是先将光学塑料200℃~250℃之间加热软化，然后在模具内部加压成型为塑料镜片，模具内设置了镀镍层的高精密非球面模具钢模仁，在加压过程中，镍层的非球面表面形状复制到塑料上面。

目前，光学塑料镜片的模压模仁主要是通过在模具钢表面镀上0.2~0.25mm的镍层，然后用单点金刚石刀具对镍层进行表面精加工，做出高精度的非球面模仁。

然而，上述镍层要求达到光滑的表面和超精密的面型，在一方面，该光滑度和精密度要求制约了加工效率的提高，无法满足快速量产的需求；另一方面，为达到上述要求需要采用很多进口的超精密加工设备，不仅增加了企业的成本和负担，还提高了产品的销售价格，降低了市场竞争能力。此外，钢材和镍层硬度相对较低，虽然方便进行精加工，但是在镜片模压过程中也容易出现形变，影响镜片的成型尺寸精度。

发明内容

本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种光学塑料镜片的模压模仁，模压模仁包括：主体、非球面头和镍层，所述非球面头固定在所述主体的上端，所述镍层覆盖所述非球面头的上表面，所述非球面头的上表面具有非球面，所述主体由钢材形成，所述非球面头由玻璃形成。

进一步，所述主体包括：基座、导向柱和成型柱，所述基座、所述导向柱和所述成型柱从下往上依次形成固定，所述基座的宽度大于所述导向柱的宽度，所述导向柱的宽度大于所述成型柱的宽度，所述非球面头固定在所述成型柱的上端。

进一步，所述非球面头的上表面还具有定位槽和凸环，所述定位槽环绕所述非球面设置，所述凸环位于所述非球面头的边缘。

进一步，所述镍层的厚度为0.2~0.25mm。

本发明还提供一种模压模仁的制造方法，所述制造方法依次包括以下步骤：

步骤A、对玻璃预形体加热，达到玻璃的软化点后，对玻璃预形体加压，使玻璃预形体变形为非球面头；

步骤B、通过烧焊的方式将非球面头焊接在主体上，形成模仁的半成品；

步骤C、对半成品进行真空镀膜，在非球面头的上表面形成镍层。

进一步，在进行步骤A之后以及进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤D、对非球面头进行芯取处理。

进一步，在进行步骤D之后以及进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤E、对非球面头进行第一次超声波清洗，清除芯取后残留在非球面头表面的杂质。

进一步，在进行步骤B之后以及进行步骤C之前还进行以下步骤：步骤F、对非球面头进行退火处理，释放非球面头的内部应力。

进一步，在进行步骤F之后以及进行步骤C之前还进行以下步骤：步骤G、对半成品进行第二次超声波清洗，清除焊接后残留在半成品表面的杂质。

进一步，在进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤H、制造主体。

采用上述技术方案后，本发明的效果是：上述模压模仁通过模压的方式制造，具有可复制性，不再需要通过非球面超精密加工设备进行加工，大大降低制造成本，并且大大提高制造效率。此外，玻璃的洛氏硬度为58~64，高于钢材和镍层的硬度，在镜片模压过程中不容易出现形变，有利于保证镜片的成型尺寸精度。

附图说明

图1为本发明涉及的模压模仁的示意图；

图2为本发明涉及的非球面头的截面图；

图3为本发明涉及的制造方法的流程图。

具体实施方式

特别指出的是，本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：

本发明提供一种光学塑料镜片的模压模仁，结合图1和图2所示，模压模仁包括：主体1、非球面头2和镍层3，非球面头2固定在主体1的上端，镍层3覆盖非球面头2的上表面，非球面头2的上表面具有非球面21，其中，主体1由钢材形成，非球面头2由玻璃形成。当模压模仁使用时，将模压模仁放置在模具中，然后将用于形成镜片的塑料导入模具内部，通过移动模仁的主体1，非球面头2上的镍层3与塑料接触，将非球面头2的非球面21复制到光学塑料镜片上。

具体地，请继续参考图1，主体1包括：基座11、导向柱12和成型柱13，基座11、导向柱12和成型柱13从下往上依次形成固定，基座11的宽度大于导向柱12的宽度（即直径），导向柱12的宽度大于成型柱13的宽度（即直径），非球面头2固定在成型柱13的上端。基座11可以限制模压模仁在模具中的移动范围，导向柱12可以与模具的导向通道配合，引导模压模仁的移动方向，成型柱13可以与模具的成型通道配合，实现两个模压模仁之间的模压操作。

具体地，非球面头2的上表面还具有定位槽22和凸环23，定位槽22环绕非球面21设置，凸环23位于非球面头2的边缘。定位槽22用于形成光学塑料镜片的定位凸台，凸环23用于形成光学塑料镜片坎合面。

具体地，镍层3的厚度为0.2~0.25mm。

如图3所示，本发明还提供一种光学塑料镜片的模压模仁的制造方法，依次包括以下步骤：

步骤1、模压非球面头，将玻璃预形体放入模具中，对玻璃预形体加热，达到玻璃的软化点后，利用模具对玻璃预形体加压，使玻璃预形体变形为非球面头；

步骤2、芯取，对非球面头进行芯取处理，使非球面头的直径尺寸符合要求；

步骤3、超声波清洗，对非球面头进行第一次超声波清洗，清除芯取后残留在非球面头表面的杂质，保证非球面头的表面洁净度，方便后续的焊接操作；

步骤4、焊接，通过烧焊的方式将非球面头焊接在主体上，形成模仁的半成品；

步骤5、退火，对非球面头进行退火处理，释放非球面头（由于焊接产生的）的内部应力；

步骤6、超声波清洗，对半成品进行第二次超声波清洗，清除焊接后残留在半成品表面的杂质，保证半成品的表面洁净度，方便后续的镀膜操作；

步骤7、镀膜，对半成品进行真空镀膜，在非球面头的上表面形成镍层。

具体地，在步骤1中，模具采用镀有类金刚石的钨钢模仁，钨钢模仁对玻璃预形体施加压力。此外，模具内部为真空或者充满氮气。

具体地，在步骤2中，芯取完成后，非球面头的直径尺寸的误差范围为±0.005mm。由于难以通过模压工艺一次性保证非球面头的尺寸符合要求，因此需要通过芯取处理对非球面头的直径尺寸进行调整。

具体地，在步骤3中，分别在不同的清洗槽中依次采用除油剂、强碱和纯水对非球面头进行超声波清洗。其中，除油剂可以保持非球面头表面的完整性；强碱可以腐蚀非球面头表面的杂质；纯水可以冲刷非球面头表面的药剂（即除油剂和强碱）和杂质。更具体地，在步骤3中，清洗槽的数量为5~12个，采用纯水的清洗槽的数量至少为3个。更具体地，在步骤3中，超声波清洗完成后，对非球面头进行甩干。

具体地，在步骤4中，焊接完成后，非球面头的直径尺寸的误差范围为±0.001mm。由于焊接过程形状会发生变化，非球面头的尺寸在此步骤才完全符合产品的最终要求。

具体地，在步骤5中，退火处理的温度为玻璃的退火点，退火处理的时间为0.5h以上。

具体地，在步骤6中，在清洗槽中依次采用纯水对非球面头进行超声波清洗。由于焊接产生的杂质较少，因此第二次超声波清洗与第一次超声波清洗相比较为简化，能确保清洗掉半成品表面赃物和异物即可。

具体地，在步骤7中，进行真空镀膜的同时使半成品匀速旋转。匀速旋转的情况下可以保证镀膜的均匀性更好。

具体地，在进行步骤4之前，还进行步骤1.1，制造主体。步骤1.1可以与步骤1-3中任意一个步骤同时进行，只需要在步骤4之前完成即可。更具体地，通过车加工的方式将主体加工成型。

可见，上述模压模仁通过模压的方式制造，具有可复制性，不再需要通过非球面超精密加工设备进行加工，大大降低制造成本，并且大大提高制造效率。此外，玻璃的洛氏硬度为58~64，高于钢材和镍层的硬度，在镜片模压过程中不容易出现形变，有利于保证镜片的成型尺寸精度。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种光学塑料镜片的模压模仁，其特征在于：所述模压模仁包括：主体（1）、非球面头（2）和镍层（3），所述非球面头（2）固定在所述主体（1）的上端，所述镍层（3）覆盖所述非球面头（2）的上表面，所述非球面头（2）的上表面具有非球面（21），所述主体（1）由钢材形成，所述非球面头（2）由玻璃形成。

2.根据权利要求1所述的光学塑料镜片的模压模仁，其特征在于：所述主体（1）包括：基座（11）、导向柱（12）和成型柱（13），所述基座（11）、所述导向柱（12）和所述成型柱（13）从下往上依次形成固定，所述基座（11）的宽度大于所述导向柱（12）的宽度，所述导向柱（12）的宽度大于所述成型柱（13）的宽度，所述非球面头（2）固定在所述成型柱（13）的上端。

3.根据权利要求1所述的光学塑料镜片的模压模仁，其特征在于：所述非球面头（2）的上表面还具有定位槽（22）和凸环（23），所述定位槽（22）环绕所述非球面（21）设置，所述凸环（23）位于所述非球面头（2）的边缘。

4.根据权利要求1所述的光学塑料镜片的模压模仁，其特征在于：所述镍层（3）的厚度为0.2~0.25mm。

5.一种根据权利要求1所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：所述制造方法依次包括以下步骤：

步骤A、对玻璃预形体加热，达到玻璃的软化点后，对玻璃预形体加压，使玻璃预形体变形为非球面头；

步骤B、通过烧焊的方式将非球面头焊接在主体上，形成模仁的半成品；

步骤C、对半成品进行真空镀膜，在非球面头的上表面形成镍层。

6.根据权利要求5所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：在进行步骤A之后以及进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤D、对非球面头进行芯取处理。

7.根据权利要求6所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：在进行步骤D之后以及进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤E、对非球面头进行第一次超声波清洗，清除芯取后残留在非球面头表面的杂质。

8.根据权利要求7所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：在进行步骤B之后以及进行步骤C之前还进行以下步骤：步骤F、对非球面头进行退火处理，释放非球面头的内部应力。

9.根据权利要求8所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：在进行步骤F之后以及进行步骤C之前还进行以下步骤：步骤G、对半成品进行第二次超声波清洗，清除焊接后残留在半成品表面的杂质。

10.根据权利要求5所述的模压模仁的制造方法，其特征在于：在进行步骤B之前还进行以下步骤：步骤H、制造主体。

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