JP2007119307A - Method for simulating forming of optical element and method for designing mold for optical element - Google Patents

Method for simulating forming of optical element and method for designing mold for optical element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently estimate the occurrence of burrs in an optical element material by simulating the forming process when an optical element is formed. <P>SOLUTION: An analysis model in which a glass workpiece 7 is interposed between a couple of mold assemblies vertically arranged opposite to each other is set, and a nearly central part of the joining part 33 between adjacent mold 21 and mold die 22 is defined as a target coordinate (point c), and the distance from the target coordinate to end faces (point a, point b) is set as a judgment area. Further, in the judgment area, the contact pressure between a virtual shape including outer shapes of the mold 21 and the mold die 22 at the joining part 33 and a shape extending to the target coordinate from each end parts, and the contour part of the glass workpiece 7 at the finally pressed position is simulated. The simulated contact pressure is compared with the preset predetermined contact pressure. When the simulated contact pressure is higher than the predetermined contact pressure, it is estimated that a burr may occur in the glass workpiece 7. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、非球面レンズやプリズム、ミラー等の高精度な光学素子を製造するにあたり、型形状を光学素子材料に転写して成形する際の成形シミュレーション方法、及び光学素子の成形型設計方法に関する。   The present invention relates to a molding simulation method when a mold shape is transferred to an optical element material for molding in manufacturing a high-precision optical element such as an aspheric lens, a prism, or a mirror, and a molding die design method for the optical element. .

近年、光学機器の小型化、軽量化のために非球面レンズや、レンズ機能を有するプリズム等、複雑な表面形状を有するガラス光学素子が多く採用されている。それらの複雑な表面形状を有する光学素子は、研削や研磨加工で製造することが容易でなく、加熱軟化したガラス素材を金型組立体によって押圧成形する製造方法が採用されている。   In recent years, in order to reduce the size and weight of optical devices, many glass optical elements having complicated surface shapes such as aspherical lenses and prisms having a lens function have been adopted. Optical elements having such complicated surface shapes are not easily manufactured by grinding or polishing, and a manufacturing method in which a heat-softened glass material is press-molded by a mold assembly is employed.

一方、光学機器に搭載される光学素子は、高精度な形状が求められているが、押圧成形により高精度な光学素子を製造するためには、成形条件や金型組立体の形状を数多く試行し、最適な状態に設定する必要がある。しかし、実際に金型組立体を用い成形条件を調整して成形を実施し、成形品を試作、評価するためには、多大な時間と費用を要する。   On the other hand, optical elements mounted on optical equipment are required to have high-precision shapes, but in order to manufacture high-precision optical elements by press molding, many trials have been made on molding conditions and mold assembly shapes. And it is necessary to set to the optimum state. However, it takes a lot of time and money to actually perform the molding by adjusting the molding conditions using the mold assembly and to prototype and evaluate the molded product.

また、ガラスレンズや合成樹脂レンズの成形において、複数の型部材を組み合わせた金型組立体を用いて成形する場合、ガラスや合成樹脂が、組み合わせた型部材の接合箇所に入り込み、バリが発生しないように考慮して型部材形状を設計する必要がある。   Also, when molding a glass lens or a synthetic resin lens using a mold assembly in which a plurality of mold members are combined, the glass or the synthetic resin enters the joint portion of the combined mold members and no burrs are generated. It is necessary to design the mold member shape in consideration of the above.

そこで、近年、光学素子を成形する際の成形加工プロセスに関するシミュレーション技術が注目され、成形加工プロセスに関するシミュレーションを行って最適な成形条件や最適な型部材形状を設定する方法が開示されている。   Therefore, in recent years, a simulation technique related to a molding process at the time of molding an optical element has attracted attention, and a method for performing simulation related to a molding process and setting an optimal molding condition and an optimal mold member shape is disclosed.

成形条件設定方法に関して、例えば特許文献1には、同軸上に配置された1対の上下型等によって成形されるキャビティ内で光学素子材料を加熱し、押圧成形する場合に、光学素子材料として、有効光学面の外周部に、肉厚が0.1mm変化した場合の光学素子材料の体積の変化量に相当する体積以上の面取り部を設けた点が開示されている。   Regarding the molding condition setting method, for example, Patent Document 1 discloses that when an optical element material is heated and pressed in a cavity formed by a pair of upper and lower dies arranged coaxially, as an optical element material, It is disclosed that a chamfered portion having a volume equal to or larger than the volume change amount of the optical element material when the thickness is changed by 0.1 mm is provided on the outer peripheral portion of the effective optical surface.

これにより、押圧成形した光学素子がキャビティの中で一杯となって、成形型のコーナーに食い込んだり、光学素子が割れたり、又は素材が金型に付着したりするのを防止することができるというものである。
特開平5−301723号公報(第3頁、図2)
As a result, it is possible to prevent the press-molded optical element from being filled in the cavity, biting into the corner of the mold, cracking the optical element, or preventing the material from adhering to the mold. Is.
JP-A-5-301723 (page 3, FIG. 2)

しかし、前述した特許文献1では、成形前に予め光学素子材料のばらつきを考慮し、光学素子材料に面取り部を設けることで、バリ発生の課題を解決しようとしているが、最終的には、実際に成形作業を行い、その光学素子材料のキャビティへの充填度合いから判断する必要がある。このため、場合によっては型の再設計が必要となり、トライ&エラーによる多大の時間を要することになる。   However, in the above-mentioned Patent Document 1, an attempt is made to solve the problem of burrs by providing a chamfered portion in the optical element material in consideration of variations in the optical element material before molding. It is necessary to determine the degree of filling of the optical element material into the cavity. For this reason, in some cases, it is necessary to redesign the mold, which requires a lot of time due to trial and error.

また、特許文献1では、光学素子材料の形状を変更することでバリの発生を回避しようとしているが、素材加工のコスト増大の観点から光学素子材料の形状変更に自由度が与えられない場合もある。   Further, in Patent Document 1, an attempt is made to avoid the generation of burrs by changing the shape of the optical element material. However, there is a case where the degree of freedom in changing the shape of the optical element material is not given from the viewpoint of increasing the cost of material processing. is there.

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、光学素子材料にバリが発生するのを効率良く予測することができる光学素子の成形シミュレーション方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an optical element molding simulation method capable of efficiently predicting the occurrence of burrs in the optical element material. It is in.

前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
加熱軟化した光学素子材料を押圧し、光学素子を成形する際の成形工程をシミュレーションする光学素子の成形シミュレーション方法において、
対向配置された1対の成形型を含む1対の金型組立体と、前記1対の成形型間に介装された光学素子材料とを有するシミュレーションモデルを設定し、
前記1対の金型組立体を構成する型部材のうち成形型と隣接する型部材との接合部の略中心を着目座標とし、その着目座標から前記接合部の端部までの距離、又は前記着目座標から任意の位置までの距離、を判定領域として設定し、
前記判定領域内で、前記接合部にて夫々の型部材の外形形状とその端部から前記着目座標まで延長した形状を含む仮想形状と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部と、の接触圧をシミュレーションし、
前記シミュレーションされた前記接触圧と、予め設定された所定の接触圧とを比較し、
前記接触圧が前記所定の接触圧よりも大きい場合に、光学素子材料にバリが発生すると予測することを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1
In the optical element molding simulation method for simulating the molding process when molding the optical element by pressing the heat-softened optical element material,
Setting a simulation model having a pair of mold assemblies including a pair of molds arranged in opposition and an optical element material interposed between the pair of molds;
Of the mold members constituting the pair of mold assemblies, the approximate center of the joint portion between the molding die and the adjacent mold member is used as the coordinate of interest, and the distance from the coordinate of interest to the end of the joint portion, or Set the distance from the target coordinates to any position as the judgment area,
Within the determination region, an outer shape of each mold member at the joint, a virtual shape including a shape extending from the end to the target coordinate, and a contour of the optical element material at the final pressing position, Simulate contact pressure,
Comparing the simulated contact pressure with a predetermined contact pressure set in advance;
When the contact pressure is larger than the predetermined contact pressure, it is predicted that burrs will occur in the optical element material.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学素子の成形シミュレーション方法において、
前記所定の接触圧をゼロとしたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the optical element molding simulation method according to claim 1,
The predetermined contact pressure is set to zero.

請求項3の光学素子の成形型設計方法に係る発明は、
請求項1又は2に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合距離を変更することを特徴とする。
The invention according to the method for designing a mold for an optical element according to claim 3 is:
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 1 or 2,
When it is predicted that burrs will occur, the joining distance of the joint is changed.

請求項4の光学素子の成形型設計方法に係る発明は、
請求項1又は2に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合位置を変更することを特徴とする。
The invention relating to the mold designing method for an optical element according to claim 4 comprises:
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 1 or 2,
When it is predicted that burrs will occur, the joining position of the joint is changed.

請求項5に係る発明は、
加熱軟化した光学素子材料を押圧し、光学素子を成形する際の成形工程をシミュレーションする光学素子の成形シミュレーション方法において、
対向配置された1対の成形型を含む1対の金型組立体と、前記1対の成形型間に介装された光学素子材料とを有するシミュレーションモデルを設定し、
前記1対の金型組立体を構成する型部材のうち成形型と隣接する型部材との接合部の略中心を着目座標とし、その着目座標から前記接合部の端部までの距離、又は前記着目座標から任意の位置までの距離、を判定領域として設定し、
前記判定領域内で、前記接合部にて夫々の型部材の外形形状とその端部から前記着目座標まで延長した形状を含む仮想形状の位置座標と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部の位置座標と、をシミュレーションし、
前記シミュレーションされた前記接合部における前記仮想形状の位置座標と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部の位置座標と、を比較し、夫々の位置座標が一致する部分を含む場合に、光学素子材料にバリが発生すると予測することを特徴とする。
The invention according to claim 5
In the optical element molding simulation method for simulating the molding process when molding the optical element by pressing the heat-softened optical element material,
Setting a simulation model having a pair of mold assemblies including a pair of molds arranged in opposition and an optical element material interposed between the pair of molds;
Of the mold members constituting the pair of mold assemblies, the approximate center of the joint portion between the molding die and the adjacent mold member is used as the coordinate of interest, and the distance from the coordinate of interest to the end of the joint portion, or Set the distance from the target coordinates to any position as the judgment area,
Within the determination area, the outer shape of each mold member at the joint, the position coordinates of the virtual shape including the shape extending from the end to the target coordinate, and the contour of the optical element material at the final pressing position And the position coordinates of
When the position coordinates of the virtual shape in the simulated joint portion are compared with the position coordinates of the contour portion of the optical element material at the final pressing position, and include portions where the respective position coordinates match, It is predicted that burrs will occur in the element material.

請求項6の光学素子の成形型設計方法に係る発明は、
請求項5に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合距離を変更することを特徴とする。
The invention according to the method for designing a mold of an optical element according to claim 6 is:
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 5,
When it is predicted that burrs will occur, the joining distance of the joint is changed.

請求項7の光学素子の成形型設計方法に係る発明は、
請求項5に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合位置を変更することを特徴とする。
The invention relating to the mold designing method for an optical element according to claim 7 comprises:
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 5,
When it is predicted that burrs will occur, the joining position of the joint is changed.

本発明によれば、シミュレーションすることで、光学素子材料にバリが発生するのを効率良く予測することができる。また、この予測に基づいて、最適な成形型を設計することができ、試作実験を省略等することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently predict the occurrence of burrs in the optical element material by simulation. Moreover, based on this prediction, an optimal mold can be designed, and a trial experiment can be omitted.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(成形機の構成)
図1は、成形機100の全体構成を示し、図2(a)(b)は、その要部拡大図である。図1において、成形機100は、対向配置された上下一対の金型組立体10,20を有し、この金型組立体10,20は、夫々成形面11a、21a(図2(a)参照)を有する成形型11、21、並びに、該成形型11,21を周囲から支持するモールドダイ12、22、成形型11,21及びモールドダイ12、22の端面を支持するダイプレート13、23を夫々型部材として有している。光学素子材料としてのガラス素材7は、成形型21の成形面21a上に載置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Configuration of molding machine)
FIG. 1 shows the overall configuration of the molding machine 100, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are enlarged views of the main part thereof. In FIG. 1, a molding machine 100 has a pair of upper and lower mold assemblies 10 and 20 arranged opposite to each other, and the mold assemblies 10 and 20 have molding surfaces 11a and 21a (see FIG. 2A), respectively. And mold dies 12 and 22 for supporting the molds 11 and 21 from the periphery, and die plates 13 and 23 for supporting the end surfaces of the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22. Each has a mold member. The glass material 7 as the optical element material is placed on the molding surface 21 a of the molding die 21.

なお、金型組立体10,20は、成形面11a、21aを有する成形型と他の型部材とを組み合わせたものでも良い。また、光学素子材料としてガラス素材7を例として説明するが、これに限らず例えば合成樹脂素材であっても良い。   The mold assemblies 10 and 20 may be a combination of a mold having the molding surfaces 11a and 21a and another mold member. Moreover, although the glass raw material 7 is demonstrated as an example as an optical element material, it is not restricted to this, For example, a synthetic resin raw material may be sufficient.

上下一対の金型組立体10,20のうち、上金型組立体10は、成形機100の上方の固定軸14の下端に断熱筒15を介して取付けられている。また、下金型組立体20は、成形機100の下方の可動軸24の上端に断熱筒25を介して取付けられている。可動軸24の下部には、不図示の駆動装置と荷重検出装置26が設置されており、成形中の下金型組立体20を駆動装置によって上下移動させることによって、荷重検出しつつ型締め、加圧、型開きができるようになっている。   Of the pair of upper and lower mold assemblies 10, 20, the upper mold assembly 10 is attached to the lower end of the fixed shaft 14 above the molding machine 100 via a heat insulating cylinder 15. The lower mold assembly 20 is attached to the upper end of the movable shaft 24 below the molding machine 100 via a heat insulating cylinder 25. A driving device (not shown) and a load detection device 26 are installed below the movable shaft 24. By moving the lower mold assembly 20 being molded up and down by the driving device, the mold is clamped while detecting the load. Pressurization and mold opening are possible.

また、金型組立体10,20の周囲には、透明石英管30が取付けられており、該透明石英管30の上下両端部はシールプレート17、27に当接されている。このシールプレート17、27により、金型組立体10,20の周囲に気密性を備えた成形室31が形成されている。更に、透明石英管30の周囲には、赤外線ランプユニット32が取付けられ、その周囲後方に配置された反射ミラーと共に金型組立体10,20を加熱するようになっている。   A transparent quartz tube 30 is attached around the mold assemblies 10 and 20, and both upper and lower ends of the transparent quartz tube 30 are in contact with the seal plates 17 and 27. The sealing plates 17 and 27 form a molding chamber 31 having airtightness around the mold assemblies 10 and 20. Further, an infrared lamp unit 32 is attached around the transparent quartz tube 30, and the mold assemblies 10 and 20 are heated together with a reflection mirror disposed at the rear of the circumference.

また、固定軸14及び可動軸24の内部には、成形室31内のダイプレート13,23面に乾燥した窒素ガス(N2)を導入して、金型組立体10,20を酸化防止するとともに冷却するためのガス供給流路18,28が形成されている。
(成形工程)
上記成形機100を用いた場合の成形プロセスについて説明する。
Further, dry nitrogen gas (N 2 ) is introduced into the surfaces of the die plates 13 and 23 in the molding chamber 31 inside the fixed shaft 14 and the movable shaft 24 to prevent the mold assemblies 10 and 20 from being oxidized. At the same time, gas supply channels 18 and 28 for cooling are formed.
(Molding process)
A molding process when the molding machine 100 is used will be described.

光学素子材料となる成形材料としては、略球形状のガラス素材7((株)オハラのL−BAL42)を使用する。このガラス素材7は、予め下金型組立体20の成形型21の成形面21a上に載置しておく(図2(a)参照)。この状態で加熱工程に移行する。この加熱工程では、ガス供給流路18,28から成形室31内に窒素ガスを供給し、該成形室31内を窒素ガスで置換してから、赤外線ランプユニット32により、上下1対の金型組立体10,20(成形型、モールドダイ、ダイプレート)、及びガラス素材7を加熱する。ここで、上下の成形型11、21には、図示しない温度センサが設置されていて、この上下の成形型11、21は略600℃に加熱される。ガラス素材7は、上下の成形型11、21の間に挟まれた状態で加熱されるため、ガラス素材7の温度も成形型11,21と同じく略600℃に加熱される。   As a molding material to be used as an optical element material, a substantially spherical glass material 7 (L-BAL42 from OHARA INC.) Is used. This glass material 7 is previously placed on the molding surface 21a of the molding die 21 of the lower mold assembly 20 (see FIG. 2A). In this state, the process proceeds to the heating process. In this heating step, nitrogen gas is supplied into the molding chamber 31 from the gas supply passages 18 and 28, the interior of the molding chamber 31 is replaced with nitrogen gas, and then a pair of upper and lower molds is formed by the infrared lamp unit 32. The assemblies 10 and 20 (molding die, mold die, die plate) and the glass material 7 are heated. Here, the upper and lower molds 11 and 21 are provided with temperature sensors (not shown), and the upper and lower molds 11 and 21 are heated to about 600 ° C. Since the glass material 7 is heated while being sandwiched between the upper and lower molds 11, 21, the temperature of the glass material 7 is also heated to about 600 ° C. as with the molds 11, 21.

続いて、押圧工程では、最初に金型組立体10,20に所定の押圧荷重を付与し、冷却時には一定圧で保圧するような荷重条件として、可動軸24を上方に駆動する。こうして、図3に示すように、上下の成形型11、21の間でガラス素材7を押圧成形する。また、押圧成形後の冷却工程では、ガス供給流路18,28に窒素ガスを導入し続けることにより、ダイプレート13,23面から冷却を行い、室温付近(略20℃)まで冷却した後に、上下の成形型11、21の間から成形後のガラス素材7(光学素子)を取り出す。
(成形シミュレーション方法)
次に、図4のフローチャートに基づき、上述した成形工程の中の押圧工程をシミュレーションするための方法について説明する。
Subsequently, in the pressing step, first, a predetermined pressing load is applied to the mold assemblies 10 and 20, and the movable shaft 24 is driven upward as a load condition that maintains a constant pressure during cooling. Thus, as shown in FIG. 3, the glass material 7 is press-formed between the upper and lower molds 11 and 21. Further, in the cooling step after press molding, by continuously introducing nitrogen gas into the gas supply passages 18 and 28, cooling is performed from the surfaces of the die plates 13 and 23, and after cooling to near room temperature (approximately 20 ° C.), The glass material 7 (optical element) after molding is taken out between the upper and lower molds 11 and 21.
(Molding simulation method)
Next, a method for simulating the pressing step in the molding step described above will be described based on the flowchart of FIG.

なお、本実施形態では、軸対称形状物を対象としているため、二次元軸対称モデルで説明するが、非軸対称形状物を対象とする場合は三次元モデルを用いて行う。
まず、S1について説明する。
In this embodiment, since the object is an axially symmetric shape, the description will be made with a two-dimensional axisymmetric model. However, when a non-axisymmetric shape is targeted, a three-dimensional model is used.
First, S1 will be described.

このS1では、金型組立体10,20を構成する型部材のうち、成形型11、21とモールドダイ12、22の形状に関する座標データ、ガラス素材7の素材形状に関する座標データの読み込みを行う。このとき、成形型11、21とモールドダイ12、22は剛表面として扱うため、ガラス素材7に接触すると予想される部分の座標のみで良い。   In S <b> 1, among the mold members constituting the mold assemblies 10 and 20, coordinate data regarding the shapes of the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22 and coordinate data regarding the material shape of the glass material 7 are read. At this time, since the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22 are treated as rigid surfaces, only the coordinates of the portion expected to contact the glass material 7 are required.

また、本実施形態では、図2(b)に示したように、シミュレーションモデルを簡略化するため、成形型11、21とモールドダイ12、22は一体として仮定し、その輪郭を仮想線として仮定する。その一体化した仮想線の仮定方法としては、例えば成形型21とモールドダイ22の接合部分33は、接合部分33の略中心まで成形面21aを外周方向に延長し、モールドダイ表面22aを中心方向に延長し、それぞれ成形面21a、成形面21aを前記略中心まで延長した線、モールドダイ表面22a、モールドダイ表面22aを前記略中心まで延長した線をつなげる。その仮想線形状を読み込む。なお、前記略中心はS10における着目座標c点と一致する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, in order to simplify the simulation model, the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22 are assumed to be integrated, and the contour is assumed to be a virtual line. To do. As an assumption method of the integrated imaginary line, for example, the joining portion 33 of the mold 21 and the mold die 22 extends the molding surface 21a in the outer peripheral direction to the approximate center of the joining portion 33, and the mold die surface 22a extends in the center direction. Are connected to the molding surface 21a, the line extending the molding surface 21a to the approximate center, the mold die surface 22a, and the line extending the mold die surface 22a to the approximate center. Read the virtual line shape. The approximate center coincides with the point of interest c in S10.

S2では、特性値と材料物性値をシミュレーション用のコンピュータに読込みを行う。ここで、特性値とは、例えばガラス素材7と上下の成形型11、21間の摩擦係数であり、また、材料物性値とは、例えばガラス素材7の縦弾性係数、ポアソン比、線膨張係数である。   In S2, the characteristic values and material property values are read into a simulation computer. Here, the characteristic value is, for example, the coefficient of friction between the glass material 7 and the upper and lower molds 11, 21, and the material property value is, for example, the longitudinal elastic coefficient, Poisson's ratio, linear expansion coefficient of the glass material 7. It is.

なお、本実施形態では、シミュレーションモデルを簡略化するため、成形型11、21やモールドダイ12、22を剛表面として扱うため、これら成形型11、21やモールドダイ12、22の材料物性値は必要としない。しかし、金型組立体10,20を構成する各型部材の押圧荷重による弾性変形を考慮すべきシミュレーションモデルにおいては、それらの縦弾性係数、ポアソン比、線膨張係数等を用いる必要がある。   In the present embodiment, in order to simplify the simulation model, the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22 are treated as rigid surfaces. Therefore, the material property values of the molds 11 and 21 and the mold dies 12 and 22 are as follows. do not need. However, in a simulation model that should take into account the elastic deformation due to the pressing load of each mold member constituting the mold assemblies 10 and 20, it is necessary to use their longitudinal elastic modulus, Poisson's ratio, linear expansion coefficient, and the like.

また、本実施形態では、押圧工程のみをシミュレーションするため、加熱温度をガラス素材7に一様に与えるため、熱伝導率、比熱、密度の熱物性値を必要としないが、ガラス素材7内の温度を厳密に予測するためには、上述した熱物性値を用いる必要がある。更に、本実施形態では、ガラス素材7を弾性体として定義しているが、例えば、ガラス素材7を粘弾性体、又は塑性体として定義し、その材料物性を用いても良い。   Moreover, in this embodiment, in order to simulate only a press process, in order to give heating temperature uniformly to the glass raw material 7, the thermal physical property value of thermal conductivity, a specific heat, and a density is not required, but in the glass raw material 7 In order to accurately predict the temperature, it is necessary to use the thermophysical values described above. Furthermore, in this embodiment, although the glass material 7 is defined as an elastic body, for example, the glass material 7 may be defined as a viscoelastic body or a plastic body, and the material physical property may be used.

次に、S3では、成形条件の読み込みを行う。成形条件とは、加熱温度、押圧荷重等であり、本実施形態では、加熱温度を略600℃、押圧荷重を略1000Nとしている。
次に、S4では、シミュレーションモデルの作成を行う。ここでは、図1に示した金型組立体10,20とガラス素材7をシミュレーション対象とするシミュレーションモデルとする。また、成形型11、21やモールドダイ12、22、及びガラス素材7の形状は、S1で読み込んだデータに基づくものである。なお、本実施形態では、軸対称形状物を対象としているため、計算時間の短縮を目的として、二次元軸対称の解析モデルとしている。具体的には、ABAQUS/CAE(ABAQUS,Inc製)を用いて作成している。
Next, in S3, the molding conditions are read. The molding conditions are heating temperature, pressing load, and the like. In this embodiment, the heating temperature is approximately 600 ° C. and the pressing load is approximately 1000 N.
Next, in S4, a simulation model is created. Here, a simulation model in which the mold assemblies 10 and 20 and the glass material 7 shown in FIG. The shapes of the molds 11 and 21, the mold dies 12 and 22, and the glass material 7 are based on the data read in S1. In this embodiment, since the object is an axially symmetric shape, a two-dimensional axisymmetric analysis model is used for the purpose of shortening the calculation time. Specifically, it is created using ABAQUS / CAE (ABAQUS, Inc.).

なお、シミュレーションモデルの作成にABAQUS/CAEを使用しているが、これに限らず、有限要素法のモデルを作成できるソフトであれば、他のソフトであっても良い。   Although ABAQUS / CAE is used for creating the simulation model, the present invention is not limited to this, and any other software may be used as long as it can create a finite element model.

続いて、S5において、シミュレーション用のコンピュータに入力したデータに基づき、シミュレーションの実行を行う。この実行に先立ち、S11から送られるガラス素材7の目標とする中心肉厚、バリ着目座標、判定領域、基準値としてのしきい値の評価情報が読み込まれる。なお、本実施の形態では、汎用の有限要素法のシミュレーションソフトABAQUS/Standard(ABAQUS,Inc製)を用いているが、これに限らず、他の有限要素法のシミュレーションソフトを使用しても良い。   Subsequently, in S5, the simulation is executed based on the data input to the simulation computer. Prior to this execution, the target center thickness of the glass material 7 sent from S11, the burr attention coordinate, the judgment area, and threshold evaluation information as a reference value are read. In this embodiment, the general-purpose finite element method simulation software ABAQUS / Standard (ABAQUS, Inc.) is used. However, the present invention is not limited to this, and other finite element method simulation software may be used. .

次いで、S6に示すように、シミュレーションソフトの中で、t=0秒から計算が開始され、Δt秒後のガラス素材7の挙動を、与えられた成形条件で逐次数値計算されて進められる。例えば、押圧工程において、略600℃の均一温度下で球状のガラス素材7が、略1000Nの押圧荷重を受けて変形する際の変形量を、時刻が時間ステップΔtだけ進む毎に求める。これを、押圧成形時間が終了するまで繰り返して、押圧工程終了時のガラス素材7の変形形状を求める。   Next, as shown in S6, the calculation is started from t = 0 seconds in the simulation software, and the behavior of the glass material 7 after Δt seconds is sequentially calculated and advanced under given molding conditions. For example, in the pressing step, the amount of deformation when the spherical glass material 7 is deformed under a uniform temperature of about 600 ° C. under a pressing load of about 1000 N is obtained each time the time advances by Δt. This is repeated until the press molding time ends, and the deformed shape of the glass material 7 at the end of the pressing step is obtained.

次に、S7では、数値計算されたt秒後のガラス素材7の中心肉厚を計算して出力する。本実施形態では、中心肉厚の寸法をチェックすることで成形が完了したか否かの判断を行っている。   Next, in S7, the center thickness of the glass material 7 after t seconds calculated numerically is calculated and output. In this embodiment, it is determined whether or not the molding is completed by checking the dimension of the center thickness.

すなわち、S8において、ガラス素材7の中心肉厚が、目標とする光学素子の中心肉厚になったか否かを判断し、「No」ならS6に戻って押圧工程を続行し、「Yes」ならS9に進む。なお、シミュレーションソフトの特性上、目標とする中心肉厚に完全に一致した結果を得ることは困難であるため、目標とする中心肉厚の設定は、例えば公差(例えば、設定値±0.1)の範囲を設けて判定しても良い。また、目標とする中心肉厚は製品(光学素子)の中心肉厚ではなく、設計者が意図するタイミングの値で設定しても良い。   That is, in S8, it is determined whether or not the center thickness of the glass material 7 has reached the center thickness of the target optical element. If “No”, the process returns to S6 and the pressing process is continued. Proceed to S9. Since it is difficult to obtain a result that completely matches the target center thickness due to the characteristics of the simulation software, the setting of the target center thickness is, for example, a tolerance (for example, set value ± 0.1) ) May be provided for determination. Further, the target center wall thickness may be set not by the center wall thickness of the product (optical element) but by a timing value intended by the designer.

S9では、バリの発生を判定するために必要なシミュレーション結果を出力する。具体的には、例えば、ガラス素材7が目標とする中心肉厚まで変形した時の、ガラス素材7と成形型21、モールドダイ22の間に生じる接触圧力と、その圧力が生じているガラス素材7の節点座標データを出力する。もう1つは、ガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標、前記仮想線の座標を出力する。   In S9, a simulation result necessary to determine the occurrence of burrs is output. Specifically, for example, when the glass material 7 is deformed to the target center wall thickness, the contact pressure generated between the glass material 7 and the mold 21 and the mold die 22 and the glass material in which the pressure is generated. 7 node coordinate data is output. The other outputs the coordinates of the nodes corresponding to the outline of the glass material 7 and the coordinates of the virtual line.

例えば、図5(a)(b)において、二次元座標とした場合、ガラス素材7の中心肉厚が目標の中心肉厚になった時点での、上下の成形型11、21の中心線C−C上の成形面21aのxy座標(0、0)を基準とし、この点からのガラス素材7の輪郭部にあたる各節点の全てのxy座標、例えば、図5(b)における(x1、y1)、(x2、y2)、・・・、及び成形型21とモールドダイ22の輪郭で仮定した仮想線上での各点の全てのxy座標、例えば、図5(b)における(X1、Y1)、(X2、Y2)、・・・、を出力する。 For example, in FIG. 5A and FIG. 5B, when the two-dimensional coordinates are used, the center line C of the upper and lower molds 11 and 21 when the center thickness of the glass material 7 reaches the target center thickness. Based on the xy coordinates (0, 0) of the molding surface 21a on -C, all the xy coordinates of each node corresponding to the outline of the glass material 7 from this point, for example, (x 1 , in FIG. 5B) y 1 ), (x 2, y 2 ),..., and all xy coordinates of each point on the virtual line assumed by the contours of the mold 21 and the mold die 22, for example, (X 1 in FIG. 5B) , Y 1 ), (X 2, Y 2 ),.

S10では、S11から送られた目標中心肉厚、バリ着目座標、判定領域、しきい値に基づき、成形中のガラス素材7にバリが発生するか否かを以下の判定方法(1)〜(6)によって判定する。これを、図6(a)(b)を参照しながら説明する。なお、同図6(b)において、下型の成形型21とモールドダイ22の接合部33の略中心(c点)を着目座標とする。   In S10, based on the target center wall thickness, the burr attention coordinate, the determination area, and the threshold value sent from S11, whether or not burrs are generated in the glass material 7 during molding is determined by the following determination methods (1) to ( Determine by 6). This will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). In FIG. 6B, the approximate center (point c) of the joint 33 between the lower mold 21 and the mold die 22 is the coordinate of interest.

また、本実施の形態では、便宜上、下金型組立体20の隣接する成形型21とモールドダイ22間の接合部33の略中心を着目座標として説明するが、これに限らず、接合部毎に行う必要があり、例えば、上金型組立体20の隣接する成形型11とモールドダイ12間の接合部の略中心を着目座標として判定をする。
[判定方法(1)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々接合部33の接合距離sだけ移動した点を、a点、b点とすると、このa点、b点からc点までを判定領域とする。しきい値は仮想線からガラス素材7の輪郭部にあたる各節点の座標までの距離が0mmとする。具体的な判定方法としては、a点とb点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標から判定領域となるa点〜c点〜b点を結ぶ線までの距離を計算し、これをしきい値である0mmと比較し、一致した場合はバリが発生すると判定する。例えば、図6(b)では、a点〜c点間の仮想線とガラス素材7の輪郭部の節点との距離が0mmであるためバリが発生すると判定する。
[判定方法(2)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々設計者が任意に設定した距離s'だけ移動した点を、a'点、b'点とすると、このa'点、b'点からc点までを判定領域とする。しきい値は仮想線からガラス素材7の輪郭部にあたる各節点の座標までの距離が0mmとする。具体的な判定方法としては、a'点とb'点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標から判定領域となるa'点〜c点〜b'点を結ぶ線までの距離を計算し、これをしきい値である0mmと比較し、一致した場合はバリが発生すると判定する。
In the present embodiment, for the sake of convenience, the description will be made with the approximate center of the joint 33 between the adjacent mold 21 and the mold die 22 of the lower mold assembly 20 as the coordinate of interest. For example, the determination is made using the approximate center of the joint between the adjacent mold 11 and mold die 12 of the upper mold assembly 20 as the coordinate of interest.
[Judgment method (1)]
In this determination method, if the determination area is a point that is moved by a joining distance s of the joining portion 33 along the virtual line from the point c as the target coordinate of the burr occurrence determination, the point a , B point to c point are set as determination areas. As for the threshold value, the distance from the virtual line to the coordinates of each node corresponding to the contour portion of the glass material 7 is 0 mm. As a specific determination method, a line connecting points a to c and b serving as a determination region from the coordinates of the nodes corresponding to the contour portion of the deformed glass material 7 within the range of the x coordinates of the points a and b. The distance is calculated and compared with a threshold value of 0 mm. For example, in FIG. 6B, since the distance between the imaginary line between points a and c and the nodal point of the contour portion of the glass material 7 is 0 mm, it is determined that burrs are generated.
[Judgment method (2)]
In this determination method, the determination area is a point moved by a distance s ′ arbitrarily set by the designer along the virtual line from point c as the target coordinate for determining the occurrence of burrs, as a ′ point and b ′ point. Then, the points a ′ and b ′ to c are set as the determination region. As for the threshold value, the distance from the virtual line to the coordinates of each node corresponding to the contour portion of the glass material 7 is 0 mm. As a specific determination method, a ′ point to c point to b ′ serving as a determination region from the coordinates of the node corresponding to the contour portion of the deformed glass material 7 within the range of the x coordinate of the points a ′ and b ′. The distance to the line connecting the points is calculated, and this is compared with a threshold value of 0 mm.

ここで、判定領域を設定する距離を任意としたのは、設計者が設計指針にあわせた値を設定する必要があるからである。
[判定方法(3)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々接合部33の接合距離sだけ移動した点を、a点、b点とすると、このa点、b点からc点までを判定領域とする。しきい値はガラス素材7と仮想線との接触圧が0MPaとする。具体的な判定方法としては、a点とb点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標における仮想線との接触圧の値と、しきい値である0MPaと比較し、判定領域内で前者の接触圧が後者のしきい値より大きかったときにはバリが発生すると判定する。
[判定方法(4)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々接合部33の接合距離sだけ移動した点を、a点、b点とすると、このa点、b点からc点までを判定領域とする。しきい値は設計者が設定するガラス素材7と仮想線との接触圧の値、例えば30MPaとする。具体的な判定方法としては、a点とb点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標における仮想線との接触圧の値と、しきい値である30MPaと比較し、判定領域内で前者の接触圧が後者のしきい値より大きかったときにはバリが発生すると判定する
なお、本実施形態では、しきい値を30MPaとしたが、接合部33の接合距離が大きくなるほど、また、加熱温度が高くなるほど、そのしきい値は小さくなるため、その関係によってしきい値は変更される。
[判定方法(5)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々設計者が任意に設定した距離s'だけ移動した点を、a'点、b'点とすると、このa'点、b'点からc点までを判定領域とする。しきい値はガラス素材7と仮想線との接触圧が0MPaとする。具体的な判定方法としては、a'点とb'点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標における仮想線との接触圧の値と、しきい値である0MPaと比較し、判定領域内で前者の接触圧が後者のしきい値より大きかったときにはバリが発生すると判定する。
[判定方法(6)]
この判定方法では、判定領域はバリ発生判定の着目座標としてのc点から、仮想線に沿って夫々設計者が任意に設定した距離s'だけ移動した点を、a'点、b'点とすると、このa'点、b'点からc点までを判定領域とする。しきい値は設計者が設定するガラス素材7と仮想線との接触圧の値、例えば30MPaとする。具体的な判定方法としては、a'点とb'点のx座標の範囲内にある、変形したガラス素材7の輪郭部にあたる節点の座標における仮想線との接触圧の値と、しきい値である30MPaと比較し、判定領域内で前者の接触圧が後者のしきい値より大きかったときにはバリが発生すると判定する。
Here, the reason for setting the distance for setting the determination region is that the designer needs to set a value in accordance with the design guideline.
[Judgment method (3)]
In this determination method, if the determination area is a point that is moved by a joining distance s of the joining portion 33 along the virtual line from the point c as the target coordinate of the burr occurrence determination, the point a , B point to c point are set as determination areas. The threshold value is set so that the contact pressure between the glass material 7 and the virtual line is 0 MPa. As a specific determination method, there are a value of a contact pressure with a virtual line at a coordinate of a node corresponding to a contour portion of the deformed glass material 7 within a range of an x coordinate of the points a and b, and a threshold value. Compared with 0 MPa, it is determined that burrs occur when the former contact pressure is greater than the latter threshold within the determination region.
[Judgment method (4)]
In this determination method, if the determination area is a point that is moved by a joining distance s of the joining portion 33 along the virtual line from the point c as the target coordinate of the burr occurrence determination, the point a , B point to c point are set as determination areas. The threshold value is set to a value of contact pressure between the glass material 7 and the virtual line set by the designer, for example, 30 MPa. As a specific determination method, there are a value of a contact pressure with a virtual line at a coordinate of a node corresponding to a contour portion of the deformed glass material 7 within a range of an x coordinate of the points a and b, and a threshold value. Compared to 30 MPa, it is determined that burrs occur when the former contact pressure is larger than the latter threshold value in the determination region. In this embodiment, the threshold value is set to 30 MPa. Since the threshold value decreases as the distance increases and the heating temperature increases, the threshold value is changed depending on the relationship.
[Judgment method (5)]
In this determination method, the determination area is a point moved by a distance s ′ arbitrarily set by the designer along the virtual line from point c as the target coordinate for determining the occurrence of burrs, as a ′ point and b ′ point. Then, the points a ′ and b ′ to c are set as the determination region. The threshold value is set so that the contact pressure between the glass material 7 and the virtual line is 0 MPa. As a specific determination method, the value of the contact pressure with the virtual line at the coordinates of the node corresponding to the contour portion of the deformed glass material 7 within the range of the x coordinate of the points a ′ and b ′, the threshold value Compared with 0 MPa, the burr is determined to occur when the former contact pressure is greater than the latter threshold within the determination region.
[Judgment method (6)]
In this determination method, the determination area is a point moved by a distance s ′ arbitrarily set by the designer along the virtual line from point c as the target coordinate for determining the occurrence of burrs, as a ′ point and b ′ point. Then, the points a ′ and b ′ to c are set as the determination region. The threshold value is set to a value of contact pressure between the glass material 7 and the virtual line set by the designer, for example, 30 MPa. As a specific determination method, the value of the contact pressure with the virtual line at the coordinates of the node corresponding to the contour portion of the deformed glass material 7 within the range of the x coordinate of the points a ′ and b ′, the threshold value When the contact pressure of the former is larger than the latter threshold in the determination region, it is determined that burrs are generated.

そして、S10において、バリが発生すると判定された場合(Yes)は、S12に進み、型部材の接合部33の位置を成形型中心から外周方向へ移動させる。これにより、判定領域が外周方向の接合部34(図7参照)へ移動するため、変形したガラス素材7が接触しない位置に設定でき、バリの発生を防止する方向に改善することができる。   And when it determines with a burr | flash generate | occur | producing in S10 (Yes), it progresses to S12 and moves the position of the junction part 33 of a type | mold member to an outer peripheral direction from a shaping | molding die center. Thereby, since the determination area | region moves to the junction part 34 (refer FIG. 7) of an outer peripheral direction, it can set to the position which the deformed glass raw material 7 does not contact, and can improve in the direction which prevents generation | occurrence | production of a burr | flash.

もしくは、型部材の接合部33の接合精度(接合距離)を変更する。これにより、ガラス素材7の変形形状は変わらないが判定領域が小さくなり、判定しきい値である接触圧の値は大きくなるためバリの発生を防止する方向に改善することができる。このような変更を設計者が行い、S1に戻る。   Alternatively, the joining accuracy (joining distance) of the joining portion 33 of the mold member is changed. Thereby, although the deformation | transformation shape of the glass raw material 7 does not change, since the determination area | region becomes small and the value of the contact pressure which is a determination threshold value becomes large, it can improve in the direction which prevents generation | occurrence | production of a burr | flash. The designer makes such a change and returns to S1.

すなわち、本実施形態では、バリが発生すると判定された場合は、ガラス素材7の形状を変更するのではなく、隣接する型部材、具体的には成形型、モールドダイの接合位置を成形型中心から外周方向へ移動するように設計変更する。また、バリが発生しないと判定された場合(No)は、シミュレーションを終了する。   That is, in this embodiment, when it is determined that burrs are generated, the shape of the glass material 7 is not changed, but the adjacent mold member, specifically, the mold, and the bonding position of the mold die are centered on the mold. Change the design so that it moves in the outer circumferential direction. If it is determined that no burr occurs (No), the simulation is terminated.

上記により、バリが発生すると判断された場合は、設計者は、図7に示すように、金型組立体10,20における成形型21とモールドダイ22との接合部33の位置を、例えば寸法tだけ図の右方の接合部34に移動することで、バリの発生を回避することができる。あるいは、設計者は接合部33の接合精度(接合距離)を向上、すなわち隙間量を小さく、或いは接合圧力を変更することで、バリの発生を回避することができる。   When it is determined that burrs are generated as described above, the designer determines the position of the joint 33 between the mold 21 and the mold die 22 in the mold assemblies 10 and 20 as shown in FIG. Generation of burrs can be avoided by moving to the right joining portion 34 in the figure by t. Alternatively, the designer can avoid the occurrence of burrs by improving the joining accuracy (joining distance) of the joining portion 33, that is, by reducing the gap amount or changing the joining pressure.

本発明方法に用いられる成形機の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the molding machine used for this invention method. (a)は同上の変形前の要部拡大図であり、(b)は解析モデルの仮想線を示す図である。(A) is a principal part enlarged view before a deformation | transformation same as the above, (b) is a figure which shows the virtual line of an analysis model. 光学素子材料を変形させた時の成形機の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of a molding machine when an optical element material is deformed. 本実施の形態におけるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart in this Embodiment. (a)は1対の金型組立体の断面正面図であり、(b)はそのA部拡大図である。(A) is a cross-sectional front view of a pair of mold assemblies, and (b) is an enlarged view of part A thereof. (a)は1対の金型組立体の断面正面図であり、(b)はそのB部拡大図である。(A) is a cross-sectional front view of a pair of mold assemblies, and (b) is an enlarged view of part B thereof. 1対の金型組立体の断面正面図である。It is a cross-sectional front view of a pair of mold assemblies.

符号の説明Explanation of symbols

7 ガラス素材
10 金型組立体
11 成形型
11a 成形面
12 モールドダイ
13 ダイプレート
14 固定軸
15 断熱筒
17 シールプレート
18 ガス供給流路
20 金型組立体
21 成形型
21a 成形面
22 モールドダイ
22a モールドダイ表面
23 ダイプレート
24 固定軸
25 断熱筒
27 シールプレート
28 ガス供給流路
30 透明石英管
31 成形室
32 赤外線ランプユニット
33 接合部
34 設計変更後の接合部
100 成形機
7 Glass material 10 Mold assembly 11 Mold 11a Mold surface 12 Mold die 13 Die plate 14 Fixed shaft 15 Heat insulation cylinder 17 Seal plate 18 Gas supply flow path 20 Mold assembly 21 Mold 21a Mold surface 22 Mold die 22a Mold Die surface 23 Die plate 24 Fixed shaft 25 Heat insulation cylinder 27 Seal plate 28 Gas supply flow path 30 Transparent quartz tube 31 Molding chamber 32 Infrared lamp unit 33 Joint part 34 Joint part 100 after design change Molding machine

Claims (7)

加熱軟化した光学素子材料を押圧し、光学素子を成形する際の成形工程をシミュレーションする光学素子の成形シミュレーション方法において、
対向配置された1対の成形型を含む1対の金型組立体と、前記1対の成形型間に介装された光学素子材料とを有するシミュレーションモデルを設定し、
前記1対の金型組立体を構成する型部材のうち成形型と隣接する型部材との接合部の略中心を着目座標とし、その着目座標から前記接合部の端部までの距離、又は前記着目座標から任意の位置までの距離、を判定領域として設定し、
前記判定領域内で、前記接合部にて夫々の型部材の外形形状とその端部から前記着目座標まで延長した形状を含む仮想形状と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部と、の接触圧をシミュレーションし、
前記シミュレーションされた前記接触圧と、予め設定された所定の接触圧とを比較し、
前記接触圧が前記所定の接触圧よりも大きい場合に、光学素子材料にバリが発生すると予測する、
ことを特徴とする光学素子の成形シミュレーション方法。
In the optical element molding simulation method for simulating the molding process when molding the optical element by pressing the heat-softened optical element material,
Setting a simulation model having a pair of mold assemblies including a pair of molds arranged in opposition and an optical element material interposed between the pair of molds;
Of the mold members constituting the pair of mold assemblies, the approximate center of the joint portion between the molding die and the adjacent mold member is used as the coordinate of interest, and the distance from the coordinate of interest to the end of the joint portion, or Set the distance from the target coordinates to any position as the judgment area,
Within the determination region, an outer shape of each mold member at the joint, a virtual shape including a shape extending from the end to the target coordinate, and a contour of the optical element material at the final pressing position, Simulate contact pressure,
Comparing the simulated contact pressure with a predetermined contact pressure set in advance;
When the contact pressure is greater than the predetermined contact pressure, it is predicted that burrs will occur in the optical element material.
An optical element molding simulation method characterized by the above.
前記所定の接触圧をゼロとした、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の成形シミュレーション方法。
The predetermined contact pressure was zero,
The optical element molding simulation method according to claim 1.
請求項1又は2に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合距離を変更する、
ことを特徴とする光学素子の成形型設計方法。
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 1 or 2,
When it is predicted that burrs will occur, the joint distance of the joint is changed.
A method for designing a molding die of an optical element.
請求項1又は2に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合位置を変更する、
ことを特徴とする光学素子の成形型設計方法。
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 1 or 2,
When it is predicted that burrs will occur, the joining position of the joint is changed.
A method for designing a molding die of an optical element.
加熱軟化した光学素子材料を押圧し、光学素子を成形する際の成形工程をシミュレーションする光学素子の成形シミュレーション方法において、
対向配置された1対の成形型を含む1対の金型組立体と、前記1対の成形型間に介装された光学素子材料とを有するシミュレーションモデルを設定し、
前記1対の金型組立体を構成する型部材のうち成形型と隣接する型部材との接合部の略中心を着目座標とし、その着目座標から前記接合部の端部までの距離、又は前記着目座標から任意の位置までの距離、を判定領域として設定し、
前記判定領域内で、前記接合部にて夫々の型部材の外形形状とその端部から前記着目座標まで延長した形状を含む仮想形状の位置座標と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部の位置座標と、をシミュレーションし、
前記シミュレーションされた前記接合部における前記仮想形状の位置座標と、最終押圧位置での光学素子材料の輪郭部の位置座標と、を比較し、夫々の位置座標が一致する部分を含む場合に、光学素子材料にバリが発生すると予測する、
ことを特徴とする光学素子の成形シミュレーション方法。
In the optical element molding simulation method for simulating the molding process when molding the optical element by pressing the heat-softened optical element material,
Setting a simulation model having a pair of mold assemblies including a pair of molds arranged in opposition and an optical element material interposed between the pair of molds;
Of the mold members constituting the pair of mold assemblies, the approximate center of the joint portion between the molding die and the adjacent mold member is used as the coordinate of interest, and the distance from the coordinate of interest to the end of the joint portion, or Set the distance from the target coordinates to any position as the judgment area,
Within the determination area, the outer shape of each mold member at the joint, the position coordinates of the virtual shape including the shape extending from the end to the target coordinate, and the contour of the optical element material at the final pressing position And the position coordinates of
When the position coordinates of the virtual shape in the simulated joint portion are compared with the position coordinates of the contour portion of the optical element material at the final pressing position, and include portions where the respective position coordinates match, Predict that burrs will occur in the element material,
An optical element molding simulation method characterized by the above.
請求項5に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合距離を変更する、
ことを特徴とする光学素子の成形型設計方法。
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 5,
When it is predicted that burrs will occur, the joint distance of the joint is changed.
A method for designing a molding die of an optical element.
請求項5に記載の光学素子の成形シミュレーション方法を用い、
バリが発生すると予測された場合に、前記接合部の接合位置を変更する、
ことを特徴とする光学素子の成形型設計方法。
Using the molding simulation method for an optical element according to claim 5,
When it is predicted that burrs will occur, the joining position of the joint is changed.
A method for designing a molding die of an optical element.
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