CN116924662A - 一种模压成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模压成形方法，涉及精密模压成形技术领域，方法包括：将曲面预制件与模具装配，模具包括上模具、下模具，包括：将曲面预制件放置在下模具中心的定位部；将上模具置于曲面预制件的上方，上模具与下模具设有相互对应的单模多穴结构；加热软化曲面预制件；通过上模具对曲面预制件施加第一压力，以便软化的曲面预制件从中心向外周均布冲型，得到阵列光学元件；降低加热温度，同时通过上模具对阵列光学元件施加第二压力，直到阵列光学元件降温至预定温度；停止施压，待阵列光学元件冷却到室温后，脱模取出阵列光学元件。解决了模压成形过程中在光学元件表面形成气泡，模具的形貌无法被精确复制，精度低、阵列中各穴面形差异大的问题。

Description

一种模压成形方法

技术领域

本发明涉及精密模压成形技术领域，尤其涉及一种模压成形方法。

背景技术

目前，光学玻璃精密模压技术是一种高精度的光学元件加工技术，将加工好的光学预制件放置于经纳米级超精密加工的钨钢或碳化硅等超硬材料模具成形面，在无氧环境中加热至玻璃软化点温度附近，利用模具对玻璃施压，直接将模具表面形貌高精度地复制到玻璃表面，之后经退火消除玻璃内应力并冷却至室温，从而制备出所需的高精度光学元件。

现有的光学玻璃模压技术，通常采用每组模具单次只能制造单个透镜的单模结构，生产效率较低。为了进一步提高生产效率，出现了由多组单模形成的多模多穴，或者在单模表面加工多个具有光学功能面的单模多穴的模具结构。但多模多穴结构的模具需要投入大量的模具，制造成本高，且由于多个单模的精度误差累积，导致光学产品的制造精度低。而现有的单模多穴结构模具的光学玻璃精密模压成形技术，使用预加工成所需平板状玻璃材料进行成形，平板状与成形腔体形成密闭空间，排气不畅，容易在光学元件表面形成气泡，且外周易产生残余应力导致黏模，降低膜层寿命，此外，由于玻璃在模具中心到外周的充填不均匀，模具表面的形貌无法精确地复制到玻璃元件表面，精度低、阵列中各穴面形差异大。

因此，需要提供一种阵列透镜精密模压成形方法，解决上述技术问题。

发明内容

为此，本发明提供了一种模压成形方法，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种模压成形方法，包括：将曲面预制件与模具装配，所述模具包括上模具、下模具，包括：将所述曲面预制件放置在所述下模具中心的定位部；将上模具置于所述曲面预制件的上方，所述上模具与所述下模具设有相互对应的单模多穴结构；加热软化所述曲面预制件；通过所述上模具对所述曲面预制件施加第一压力，以便软化的所述曲面预制件从中心向外周均布冲型，得到阵列光学元件；降低加热温度，同时通过所述上模具对所述阵列光学元件施加第二压力，直到所述阵列光学元件降温至预定温度；停止施压，待所述阵列光学元件冷却到室温后，脱模取出所述阵列光学元件。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述加热软化所述曲面预制件，包括：将装配好的所述曲面预制件和所述模具装载至模压成形设备，其中，所述上模具、下模具分别与所述模压成形设备中的上加热器、下加热器连接；通过所述上加热器、下加热器将热量通过所述上模具、下模具传递至所述曲面预制件，以便加热软化所述曲面预制件。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述模具还包括内套筒和外套筒，其中，所述内套筒与所述下模具套接，以便限制所述上模具相对于所述下模具的移动方向和距离；所述外套筒放置在所述下加热板的上方，以便限制所述上加热板和下加热板之间的距离以及所述上模具和下模具在纵向的相对位移距离。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，其中，所述通过所述上模具对所述曲面预制件施加第一压力，包括：通过所述上加热板对所述上模具和曲面预制件施加第一压力，以便上模具相对下模具向下移动，直至上模具的底面与外套筒的顶端平齐。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件与下模具的成形平面之间呈预定夹角，以便所述曲面预制件与上模具和下模具之间不形成密闭空间。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，预定夹角为：所述曲面预制件外边缘上的一点与所述曲面预制件和下模具的成形平面的接触中心的连线，与该成形平面的夹角；所述预定夹角适于根据下式确定：y＝arctan(h/d)，y≤K₂；其中，y表示预定夹角，d为所述接触中心到所述外边缘上的一点的水平距离，h为该外边缘上的一点到该接触中心的垂直距离，K₂为角度常量。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述第二压力为所述第一压力的2％～100％。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件的加工方法为车削、研磨、抛光等冷加工或热压成形。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件的形状为球形、椭球形、柱状、平板或不规则形状。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件的体积为增量体积。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件的体积，计算公式为：V₂＝V₁+K₁*V₁，其中，V₁为阵列光学元件的体积，V₂为曲面预制件的体积，K₁为体积系数。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述曲面预制件的体积精度为±1E-9％～1.25E-7％，粗糙度为Ra3-10nm。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述上模具和下模具表面镀有膜层。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述阵列光学元件具有多个光学功能面的阵列透镜或菲涅尔透镜，所述多个光学功能面包括单个球面、非球面、柱面、不规则形状面中的一种或多种。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述定位部的形状为凸形、凹形或不规则形状。

可选地，根据本发明的模压成形方法，还包括：将所述阵列光学元件切割成多个光学元件，或者，对整个所述阵列光学元件外周进行加工。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述上加热板、下加热板分别与加热器连接，以便从该加热器获取热量。

可选地，在根据本发明的模压成形方法中，所述上模具和/或下模具的表面结构为平面、单一曲面或单模多穴曲面结构。

根据本发明的技术方案，提供一种模压成形方法，包括：将曲面预制件与模具装配，包括：将曲面预制件放置在下模具中心的定位部；将上模具置于曲面预制件的上方，上模具与所述下模具设有相互对应的单模多穴结构；加热软化曲面预制件；通过上模具对所述曲面预制件施加第一压力，以便软化的曲面预制件从中心向外周均布冲型，得到阵列光学元件；降低加热温度，同时通过上模具对阵列光学元件施加第二压力，直到阵列光学元件降温至预定温度；停止施压，待阵列光学元件冷却到室温后，脱模取出阵列光学元件。这样，根据本发明的技术方案，采用曲面预制件，改变了在阵列透镜模压成形过程中玻璃的充型先后顺序，玻璃充填到模具面的顺序，呈中心向外周均布充型，解决了现有技术成形过程中玻璃同时存在轴向和径向充填而导致在外周容易积聚残余应力、破环模具涂层、降低涂层寿命的问题。此外，由于使用曲面预制件，在模压过程中，曲面预制件加热软化后与模具的成形面呈一定角度流动，到达成形面边界后沿成形面充填，往复流动直至均匀，在流动过程中，模具腔体内的空气可以顺畅排出，解决了模压成形过程中在光学元件表面形成气泡而导致玻璃在模具中心到外周的充填不均匀，模具表面的形貌无法精确地复制到玻璃元件表面，精度低、阵列中各穴面形差异大的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的曲面预制件与模具装配组件100的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的曲面预制件与模具装配组件100的部分结构示意图；

图3A-3D示出了根据本发明一个实施例的模压成形组件200的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的模压成形方法300的流程示意图；

图5A-5B示出了根据本发明一个实施例的阵列光学元件400的形状示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的曲面预制件与模具装配组件100的结构示意图。如图1所示，模具120包括下模具121、上模具122、内套筒123、外套筒124，下模具121与上模具122均包括成形部和底座，成形部与底座一体成型，底座直径大于成形部直径。

在本发明的一个实施例中，模具120包括内套筒123和外套筒124，其中，内套筒123与下模具121套接，能够限制上模具122相对于下模具121的移动方向和距离。上模具122放置在曲面预制件110上方时，上模具122的成形部能够恰好嵌入与下模具121相连的内套筒123中，从而通过内套筒123能够引导上模具122的移动方向，起到对上模具122的导向作用。而上模具122的底座直径大于内套筒123的内径，内套筒123的顶端会对上模具122进行限位，从而上模具122的移动距离被限制。

在本发明的一个实施例中，上模具122和下模具121的表面镀有膜层。该膜层(或称为涂层)具有耐热、高硬度、低摩擦的优点，可防止模具氧化、提高模具寿命、提高玻璃流动性和降低残余应力。

在本发明的一个实施例中，上模具122和/或下模具121的表面结构为平面、单一曲面或单模多穴曲面结构。应当指出，任何平面、曲面或者其他形状的模具表面结构都将包括在本发明的范围之内。

图2示出了根据本发明一个实施例的曲面预制件与模具装配组件100的部分结构示意图。如图2所示，曲面预制件110与下模具121装配，该曲面预制件为玻璃类材料。

在本发明的一个实施例中，曲面预制件110与下模具121的成形平面之间呈预定夹角θ，能够使得在模压成形过程中，玻璃按如下方式充填:以中心为起点，先沿成形平面呈预定夹角θ充填，形成成形平面:到达成形平面与成形面边界，继而沿成形面充填，形成成形面:然后继续充填成形平面，如此往复直至达到预制件体积，在此过程中，玻璃沿径向与模具120成形平面呈一定角度流动，玻璃与模具特别是凹模具腔体不会形成密闭空间，模具腔体内空气可顺畅排出，克服了现有技术中玻璃与模具腔体形成密闭空间导致排气受阻而出现气泡不良，进而影响成品精度。

应当指出，上述曲面预制件110与下模具121的成形平面是指下模具121的上表面最高处所在的平面，而曲面预制件110与下模具的成形面是指曲面预制件110与下模具121在模压成形过程中相互贴合的表面。

在本发明的一个实施例中，预定夹角θ为：曲面预制件110外边缘(下半部分)上的一点与所述曲面预制件和下模具的成形平面的接触中心的连线，与该成形平面的夹角；所述预定夹角适于根据下式确定：

y＝arctan(h/d)，y≤K₂；

其中，y表示预定夹角θ，d为接触中心到该外边缘(下半部分)上的一点的水平距离，h为该外边缘(下半部分)上的一点到该接触中心的垂直距离，K₂为角度常量，K₂可根据实验情况进行调整，这里可优选为33.69°。

图3A-3D示出了根据本发明一个实施例的模压成形组件300的结构示意图。如图3A-3D所示，分别展示了模压成形过程中的加热软化、模压成形、保压退火和冷却脱模阶段的模压成形组件300的结构示意图。

在本发明的一个实施例中，加热曲面预制件110，包括：将装配好的曲面预制件110与模具装载至模压成形设备，其中，上模具122、下模具121分别与模压成形设备中的上加热板126、下加热板125连接；通过上加热板126、下加热板125将热量通过上模具122、下模具121传递至曲面预制件110，以便加热软化曲面预制件110。其中，上加热板126紧贴上模具122的表面，下加热板125紧贴下模具121的表面，能够将热量均匀的传递给曲面预制件110，从而使曲面预制件110加热软化。

在本发明的一个实施例中，将装配好的曲面预制件110与模具120置于模压设备自动搬送台，运送到经充分加热的模压成形设备腔体内；模压成形设备腔体内预先填充惰性气体，可以防止模具120和模具120表面的膜层氧化。

在本发明的一个实施例中，外套筒124放置在下加热板125的上方，由于上加热板的直径大于外套筒的内径，进而可以通过外套筒124限制上加热板126和下加热板125之间的距离以及上模具122和下模具121在纵向的相对位移距离，从而确保阵列透镜厚度符合所需尺寸。

在本发明的一个实施例中，上加热板126、下加热板125分别与加热器连接，能够从加热器获取热量。

在本发明的一个实施例中，经过充分加热并软化的曲面预制件110，通过模压机自动搬送系统，由加热工作站移动至成形工作站，气缸或伺服电缸等产生垂直向下负荷，经过上加热板126、上模具122对曲面预制件110施加第一压力，直到模具120上具有多个光学功能面的表面形貌完全复制到曲面预制件110的表面，完成模压成形过程。

在本发明的一个实施例中，模压成形过程完成后，减少气缸或伺服电缸等产生的垂直向下负荷，使得第一压力降至第二压力，保持第二压力，退火降温，直至温度接近预定温度(即，玻璃的转变点(Tg)温度)附近，完成保压退火过程。

应当指出，由于玻璃材料的特性，在转变点(Tg)温度附近，玻璃由体积急速变化的高弹态转变为相对温度玻璃态，施加第二压力直至温度降低至Tg点温度附近，可以抑制玻璃在降温过程中体积急速变化引起的玻璃收缩，导致玻璃与模具表面分离引起的相貌复制不良问题。

在本发明的一个实施例中，在模具120和曲面预制件110降至室温后，脱模，取出生成的阵列光学元件，完成冷却脱模过程。

图4示出了根据本发明一个实施例的模压成形方法300的流程示意图。如图4所示，模压成形方法300可以包括步骤310～350。

在步骤310中，将曲面预制件110与模具120装配，包括：将曲面预制件110放置在下模具121中心的定位部；将上模具122置于曲面预制件110的上方。

在本发明的一个实施例中，下模具121中心的定位部的形状可以为凸形、凹形或不规则形状。该定位部可以防止曲面预制件110放置过程中偏移下模具121的轴心，从而避免了模压成形的光学元件的外周轮廓不均匀。

在本发明的一个实施例中，曲面预制件110的体积为增量体积。也就是说，曲面预制件110的体积大于最终模压成形的光学元件所需的体积，增大预制件体积，在模压成形过程中，能够保证中心到周边充型充足，更进一步地，特别是中心到周边的模具表面的形貌可以被精确地复制到玻璃元件表面。

在本发明的一个实施例中，曲面预制件110的加工过程包括：用绘图软件绘制阵列光学元件的轮廓，计算得到阵列光学元件的体积；根据阵列光学元件体积，计算得到曲面预制件110的体积；根据曲面预制件110的体积，绘制曲面预制件图纸，进而根据绘制完成的曲面预制件图纸加工生成曲面预制件110。

在本发明的一个实施例中，根据阵列光学元件的体积，计算得到曲面预制件110的体积，计算公式为：V₂＝V₁+K₁*V₁，其中，V₁为阵列光学元件的体积，V₂为曲面预制件110的体积，K₁为体积系数。体积系数K₁可以根据工作人员需要自行确定，这里可以优选为1.185。

在本发明的一个实施例中，根据绘制完成的曲面预制件110图纸加工生成曲面预制件110，加工方法可以是车削、研磨、抛光等冷加工或热成形等方式。加工曲面预制件110的体积精度为±1E-9％～1.25E-7％，粗糙度为Ra3-10nm。

在本发明的一个实施例中，曲面预制件110的形状包括但不限于球形、椭球形、柱状、平板或不规则形状，优选为球形、不规则曲面形状。采用曲面预制件110，改变了在阵列透镜模压成形过程中玻璃的充型先后顺序，玻璃充填到加工有光学功能面的模具面的顺序，呈中心向外周均布充型，在模压成形过程中主要为径向充填，解决了现有技术成形过程中，玻璃同时存在轴向和径向充填，导致外周容易积聚残余应力，破坏模具涂层，降低涂层寿命的问题。

在步骤320中，加热软化曲面预制件110。

在步骤330中，通过上模具122对曲面预制件110施加第一压力，以便软化的曲面预制件110从中心向外周均布冲型，得到阵列光学元件。由于采用曲面预制件110，对加热软化的曲面预制件110施压后，曲面预制件110会从中心向外周均布充型，主要是径向流动，不会产生残余应力。

在本发明的一个实施例中，通过上模具122对曲面预制件110施加第一压力，包括：通过上加热板126对上模具122和曲面预制件110施加第一压力，使得上模具122相对下模具121移动，直至上模具122的底面与外套筒124的顶端平齐。

在步骤340中，降低加热温度，同时通过上模具122对阵列光学元件施加第二压力，直到阵列光学元件降温至预定温度。退火阶段，仍对模具进行加热，只是加热温度降低至固定温度且低于成形温度，从而控制降温梯度，使玻璃以较低的降温速率进行冷却，避免残余应力。在退火阶段施加的压力，能传递到模具120和玻璃界面，进一步抑制了玻璃与模具120分离不均匀的问题，解决了阵列透镜模压成形的面形不稳定、阵列各穴面差异大、重复精度低等问题，有利于大批量、高效、高精度制造光学元件。

在本发明的一个实施例中，第二压力为第一压力的2％～100％，具体可由相关技术人员根据现场环境确定。

在步骤350中，停止施压，待阵列光学元件冷却到室温后，脱模取出阵列光学元件。

在本发明的一个实施例中，阵列光学元件为具有多个光学功能面的阵列透镜或菲涅尔透镜，多个光学功能面包括单个球面、非球面、柱面、不规则形状面中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，将脱模取出的阵列光学元件切割成多个光学元件，或者，仅对整个阵列光学元件外周进行加工。

图5A-5B示出了根据本发明一个实施例的阵列光学元件400的形状示意图。如图5A-5B所示，展示了两种形状的阵列光学元件。

在本发明的一个实施例中，阵列光学元件为具有多个光学功能面的阵列透镜或菲涅尔透镜，多个光学功能面包括单个球面、非球面、柱面、不规则形状面中的一种或多种。

综上，根据本发明的技术方案，将曲面预制件与模具装配后，进行加热软化、模压成形、保压退火和冷却脱模四阶段，得到模压成形的阵列光学元件。曲面预制件放置在下模具中心的定位部，可以防止曲面预制件偏移。曲面形状的预制件，改变了在阵列透镜模压成形过程中玻璃的充型先后顺序，玻璃充填到加工有光学功能面的模具面的顺序，呈中心向外周均布充型，在模压成形过程中主要为径向充填，解决了现有技术成形过程中，玻璃同时存在轴向和径向充填，导致外周容易积聚残余应力，破坏模具涂层，降低涂层寿命的问题。保压退火阶段，施加第二压力可以抑制玻璃在降温过程中体积急速变化引起的玻璃收缩，导致玻璃与模具表面分离引起的相貌复制不良问题。此外，由于使用曲面预制件，在模压过程中，曲面预制件加热软化后与模具的成形面呈一定角度流动，到达成形面边界后沿成形面充填，往复流动直至均匀，在流动过程中，模具腔体内的空气可以顺畅排出，解决了模压成形过程中在光学元件表面形成气泡，导致玻璃在模具中心到外周的充填不均匀，模具表面的形貌无法精确地复制到玻璃元件表面，精度低、阵列中各穴面形差异大的问题。

A11、如A1-10中任一项所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件的体积，计算公式为：

V2＝V1+K1*V1，

其中，V1为阵列光学元件的体积，V2为曲面预制件的体积，K1为体积系数。

A12、如A1-11中任一项所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件的体积精度为±1E-9％～1.25E-7％，粗糙度为Ra3-10nm。

A13、如A1-12中任一项所述的模压成形方法，其中，所述上模具和下模具表面镀有膜层。

A14、如A1-13中任一项所述的模压成形方法，其中，所述阵列光学元件具有多个光学功能面的阵列透镜或菲涅尔透镜，所述多个光学功能面包括单个球面、非球面、柱面、不规则形状面中的一种或多种。

A15、如A1-14中任一项所述的模压成形方法，其中，所述定位部的形状为凸形、凹形或不规则形状。

A16、如A1-15中任一项所述的模压成形方法，其中，还包括：

将所述阵列光学元件切割成多个光学元件，或者，对整个所述阵列光学元件外周进行加工。

A17、如A1-16中任一项所述的模压成形方法，其中，所述上加热板、下加热板分别与加热器连接，以便从该加热器获取热量。

A18、如A1-17中任一项所述的模压成形方法，其中，所述上模具和/或下模具的表面结构为平面、单一曲面或单模多穴曲面结构。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“前”“后”“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种模压成形方法，包括：

将曲面预制件与模具装配，所述模具包括上模具、下模具，包括：

将所述曲面预制件放置在所述下模具中心的定位部；

将上模具置于所述曲面预制件的上方；

加热软化所述曲面预制件；

通过所述上模具对所述曲面预制件施加第一压力，以便软化的所述曲面预制件从中心向外周均布冲型，得到阵列光学元件；

降低加热温度，同时通过所述上模具对所述阵列光学元件施加第二压力，直到所述阵列光学元件降温至预定温度；

停止施压，待所述阵列光学元件冷却到室温后，脱模取出所述阵列光学元件。

2.如权利要求1所述的模压成形方法，其中，所述加热软化所述曲面预制件，包括：

将装配好的所述曲面预制件和所述模具装载至模压成形设备，其中，所述上模具、下模具分别与所述模压成形设备中的上加热器、下加热器连接；

通过所述上加热器、下加热器将热量通过所述上模具、下模具传递至所述曲面预制件，以便加热软化所述曲面预制件。

3.如权利要求2中所述的模压成形方法，所述模具还包括内套筒和外套筒，其中，

所述内套筒与所述下模具套接，以便限制所述上模具相对于所述下模具的移动方向和距离；

所述外套筒放置在所述下加热板的上方，以便限制所述上加热板和下加热板之间的距离以及所述上模具和下模具在纵向的相对位移距离。

4.如权利要求2所述的模压成形方法，其中，所述通过所述上模具对所述曲面预制件施加第一压力，包括：

通过所述上加热板对所述上模具和曲面预制件施加第一压力，以便上模具相对下模具向下移动，直至上模具的底面与外套筒的顶端平齐。

5.如权利要求1所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件与下模具的成形平面之间呈预定夹角，以便所述曲面预制件与上模具和下模具之间不形成密闭空间。

6.如权利要求1-5中任一项所述的模压成形方法，其中，预定夹角为：所述曲面预制件外边缘上的一点与所述曲面预制件和下模具的成形平面的接触中心的连线，与该成形平面的夹角；所述预定夹角适于根据下式确定：

y＝arctan(h/d)，y≤K₂；

其中，y表示预定夹角，d为所述接触中心到所述外边缘上的一点的水平距离，h为该外边缘上的一点到该接触中心的垂直距离，K₂为角度常量。

7.如权利要求1-5中任一项所述的模压成形方法，其中，所述第二压力为所述第一压力的2％～100％。

8.如权利要求2-7中任一项所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件的加工方法为车削、研磨、抛光等冷加工或热压成形。

9.如权利要求1-8中任一项所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件的形状为球形、椭球形、柱状、平板或不规则形状。

10.如权利要求1-9中任一项所述的模压成形方法，其中，所述曲面预制件的体积为增量体积。