TW201831304A - 薄壁光學組件的超音波模製 - Google Patents

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大衛 波特
普拉文 潘多吉羅
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Abstract

本發明揭示一種用於模製薄壁型光學組件之超音波模製裝置，其包括一超音波總成及一柱塞總成，用於在減壓情況下熔融熱塑性材料及將該熱塑性材料注入一模具中。

Description

薄壁光學組件的超音波模製
本發明係關於一超音波模製裝置，且更具體而言，係關於一種用於形成薄壁型無雙折射光學組件之超音波微模製裝置，及其程序
一般而言，經由傳統射出模製程序形成薄壁型光學組件。在此類程序中，一般而言，射出模製裝置熔融一第一部位處之一熱塑性材料，及接著迫使該熔融材料向下經過一相對長的通路且至一模穴中，在該模穴處，該熱塑性材料凝固以形成所欲光學組件。通常，經由諸如在一往復運動螺旋擠壓機或相當設備中的機械攪拌及熱之一組合來達成該熱塑性材料之熔融。此一設備不僅熔融及混合該材料，而且亦透過其機械動作而施加充分力至該熔融材料，以推動該熔融材料通過該通路且至該模具中。
雖然此類程序已證明實用於製造各種形狀及大小之物品，但是當涉及形成用於光學應用之小組件時，此類程序已面臨許多挑戰。例如，用以熔融及注入該熔融材料的螺旋擠壓機之機械動作在 該熔融材料內賦予顯著剪應力及應變。進一步，隨著迫使該熔融材料向下經過該通路且至該模具，該熔融材料經受來自與通路壁接觸的額外剪應力及應變。不幸的是，在固化之前賦予至該材料的剪應力及應變通常增加該材料之固有黏度且導致降低該經固化光學組件之整體品質及清晰度的殘留應力。
此外，一般而言，標準射出模製程序使該熔融材料在固化之前經受高溫及壓力達介於1至5分鐘之間之時間。此類長時間暴露於使該材料維持適合黏度之一熔融狀態所需的溫度使該材料之性質進一步劣化。
在光學組件之製造中，通常希望生產展現儘可能小雙折射的組件。然而，傳統射出模製程序伴隨的剪應力、應變、增加之固有黏度及熱劣化通常導致在所模製之光學組件中顯著的雙折射。
據此，需要一種適合用於製造含降低殘留內部應力及極微或無雙折射之薄壁型光學組件之模製裝置及程序。藉由本文描述之超音波模製設備及程序滿足此需求。
本發明提供一種適合用於製造含降低內部應力及極微或無雙折射之薄壁型光學組件之超音波微模製裝置及程序。有利地，在低壓力環境中藉由振動能量熔融熱塑性材料，而不會引入顯著剪應力或應變至該熔融材料中。此外，可在緊鄰模具之一室中熔融該材料，使得需要相對低壓力以自該熔融室運輸該熔融材料至該模具，及在該熔融材料橫穿期間賦予最小剪應力及應變至該熔融材料。超音波熔融之效率結合熔融緊鄰該模具之材料的能力亦允許縮減循環時間， 及因此該熔融材料之較少熱劣化。
該超音波模製裝置大致上包括：一第一模塊，其包括具有一第一模穴界定部分之一第一模具嵌入物、一喇叭形室、一第一通路，該第一通路沿該第一模塊之一嵌合表面而形成於該喇叭形室與該第一模穴界定部分之間；及一第二模塊，其包括具有一第二模穴界定部分之一第二模具嵌入物、一柱塞室以及一第二通路，該第二模穴界定部分經組態以操作上嚙合該第一模穴界定部分，該柱塞室經組態以與該喇叭形室軸向對齊，該第二通路形成於該第二模塊之一嵌合表面中介於該柱塞室與該第二模穴界定部分之間。該裝置進一步包括：一振動元件，其經組態以定位在該喇叭形室中且於一非作用中狀態與一作用中狀態之間切換；及一柱塞總成，其包含一柱塞銷，該柱塞銷經組態以在該柱塞室內往復運動。
該模製裝置可於一打開位置與一閉合位置之間移動，其中在該閉合位置中，該第一模塊之該嵌合表面嚙合該第二模塊之該嵌合表面，使得該第一模穴界定部分及該第二模穴界定部分合作地形成一模穴，該模穴經組態以形成一薄壁型光學組件，該喇叭形室及柱塞室軸向對齊以於該柱塞銷與該振動元件之間形成一熔融室，且該第一通路與該第二通路縱向對齊形成一流道，該流道經組態以自該熔融室傳遞熔融熱塑性材料至該模穴。
在某些實施例中，該流道之縱軸正交於穿過該喇叭形及/或該柱塞室之縱軸。在一些實施例中，該流道具有在自約0.2至1.0之範圍中之截面面積對長度之一比率。在一些實施例中，該流道係含在自約1.0mm至約5.0mm之範圍中之一直徑之一圓柱形。在一些實施例中，該流道具有小於25mm、較佳地在自約8mm至約20mm之範圍 中之一長度。
根據該裝置之另一實施例，該振動元件包括一音極(sonotrode)，該音極經組態以與該喇叭形室軸向對齊且於一第一位置與一第二位置之間移動以嚙合在該熔融室中所提供之材料。
根據另一實施例中，該裝置進一步包括一材料進料總成，該材料進料總成經組態以傳遞熱塑性材料至該熔融室。在某些實施例中，透過形成在該喇叭形室中之一入口傳遞該熱塑性材料至該熔融室。在一些實施例中，使該振動元件移動至在該喇叭形室內之其嚙合位置而密封該進料入口。
根據該裝置之另一實施例，該柱塞銷移動朝向該振動元件使該熔融熱塑性材料自該熔融室排出通過該流道且至該模穴中。在某些實施例中，自該熔融室排出該熔融熱塑性材料期間，介於該振動元件與該柱塞銷之間之最小距離係至少1.0mm，且較佳地在自約2.0mm至約6.0mm之範圍中。
根據該裝置之另一實施例，該第一模穴界定部分及該第二模穴界定部分經組態以合作地形成具有自約0.025mm至約0.30mm之一厚度之一薄壁型光學組件。在某些實施例中，該第一模穴界定部分具有經組態以形成該光學組件之一外部分之一凹表面，且該第二模穴界定部分具有經組態以形成該光學組件之一內部分之一凸表面，該內部分經組態以嚙合一使用者眼睛之一角膜。
在其他實施例中，本發明提供一種形成薄壁型光學組件之方法，其包含：(1)提供一模製裝置，該模製裝置包含：一第一模塊，其包括具有一第一模穴界定部分之一第一模具嵌入物、一喇叭形室以 及一第一通路，該喇叭形室經組態以接收一超音波總成，該第一通路沿該第一模塊之一嵌合表面而形成；一第二模塊，其包括具有一第二模穴界定部分之一第二模具嵌入物、一柱塞室以及一第二通路，該柱塞室經組態以接收一柱塞總成，該第二通路沿該第二模塊之一嵌合表面而形成，該第二通路經組態以與該第一通路對齊；一超音波總成，其包括一振動元件，該振動元件經組態以軸向移動至該喇叭形室中；一柱塞總成，其包括：一柱塞銷，其經組態以在該柱塞室內軸向移動；及一材料進料器，其能夠提供熱塑性材料至該喇叭形室；(2)置放該第一模塊成與該第二模塊嚙合，使得該第一模穴界定部分及第二模穴界定部分合作地形成一模穴，該柱塞室及喇叭形室經對齊且於該振動元件與該柱塞銷之間界定一熔融室，且該第一通路及第二通路經對齊以於該模穴與該熔融室之間形成一流道；(3)自該材料進料器引入固體熱塑性材料至該熔融室中；(4)移動該超音波總成至在該喇叭形室中之位置中，使得該振動元件之一尖端經定位相鄰於在該熔融室中之該熱塑性材料；(5)啟動該超音波總成，使得一預定量值之振動能量嚙合該熱塑性材料，從而熔融該熱塑性材料； (6)使在該柱塞室中之該柱塞銷朝向該振動元件移動，從而排出熔融熱塑性材料通過該流道至該模穴中；(7)將該模穴中之該材料固化，從而形成一薄壁型光學組件；及(8)將該薄壁型光學組件自該模穴脫模。
在某些實施例中，該方法包括在少於約20秒之一時間中熔融該熱塑性材料並將該熱塑性材料注入該模具中。在一些實施例中，該熔融時間少於約10秒。此外，在一些實施例中，自引入該熱塑性材料至該熔融室中至將該所形成光學組件脫模之全部循環時間少於約90秒。
在其他實施例中，該方法提供具有極微或無雙折射之光學組件。較佳地，所模製之物品具有小於30奈米之折射率遲滯、更佳地小於10奈米之遲滯。
在其他實施例中，該柱塞銷對該熔融熱塑性材料施加小於12,000N、較佳地在自約2,000N至約6,000N之範圍中之一力，以自該熔融室排出該熔融材料。
在一些實施例中，該振動元件產生自約1.0kW至約1.5kW之一功率以熔融該熱塑性材料。
在一些實施例中，該振動在該熱塑性材料中誘發自約200℃至約300℃之一溫度。
100‧‧‧超音波模製裝置
102‧‧‧第一模塊
104‧‧‧第二模塊
106‧‧‧背板
108‧‧‧第一嵌合表面
110‧‧‧第一模具嵌入物
112‧‧‧第一模穴界定部分
114‧‧‧喇叭形室
116‧‧‧第一通路
118‧‧‧第二嵌合表面
120‧‧‧第二模具嵌入物
122‧‧‧第二模穴界定部分
124‧‧‧柱塞室；模具嵌入物
126‧‧‧第二通路
128‧‧‧超音波總成
130‧‧‧振動元件
132‧‧‧柱塞總成
134‧‧‧柱塞銷
136‧‧‧進料斗
138‧‧‧供應管
140‧‧‧模具界定表面
142‧‧‧模具界定表面
144‧‧‧計量或測量裝置
146‧‧‧熔融室
148‧‧‧模穴
150‧‧‧流道
152‧‧‧進料入口
154‧‧‧端部部分
圖1係本發明之一模製裝置的環境截面側視圖，圖中繪示該裝置處於一大致上打開位置。
圖2係本發明之一模製裝置的環境截面側視圖，圖中繪示該裝置處於一大致上閉合位置。
圖3係本發明之一模製裝置的環境截面側視圖，圖中繪示該裝置處於一閉合位置且超音波振動元件處於一嚙合位置。
前述發明內容以及下文實施方式在結合附圖閱讀時將更有利理解。為了說明本發明之目的，該等圖式顯示本發明的實施例。然而，應理解的是，本發明並不受限於所示的確切配置、實例以及手段。
即使在未有進一步說明下，咸信所屬技術領域中具有通常知識者可使用前述說明與下列說明性實例來製造與利用本發明並且實施所請求之方法。因此，下列工作例具體指出本發明之較佳實施例，而不將其解讀為以任何方式對本發明之範疇造成限制。
本發明提供一種低壓力微模製裝置，其使用超音波振動能量以模製一或多個薄壁型無雙折射光學組件及其程序。如本文中所用者： (1)「微模製(micro-molding)」係指模製具有在自約5mm至約10mm之範圍中之一最大尺寸之物品；(2)「薄壁型(thin-walled)」係指具有在自約0.025mm至約0.30mm之範圍中之一壁厚度之物品；而(3)「無雙折射(birefringence free)」意指用一極軸望遠鏡所測量出之小於約10奈米之折射率遲滯。
現請參照圖1，其圖示用於微模製薄壁型光學組件之一超音波裝置，大致上藉由元件符號100所指示。模製裝置100包括定位於背板106之間且經組態用於操作上嚙合之一第一模塊102及一第二模塊104。
第一模塊102經調適用於經由一模壓機(未圖示)而於一第一位置與一第二位置之間移動，在該第一位置中，第一模塊102與第二模塊104解除嚙合(如圖示)，在該第二位置，第一模塊102與第二模塊104操作上嚙合，如圖2及圖3所繪示。第一模塊102包括一第一嵌合表面108。第一模塊102進一步包括：一第一模具嵌入物110，其具有具一模具界定表面140之一第一模穴界定部分112；一喇叭形室114；及一第一通路116，其沿第一嵌合表面108形成於喇叭形室114與第一模穴界定部分112之間。
第二模塊104包括經對齊以操作上嚙合第一模塊102之第一嵌合表面108的一第二嵌合表面118。第二模塊104進一步包括具有具一模具界定表面142之一第二模穴界定部分122之一第二模具嵌入物120，第二模穴界定部分122經組態以操作上嚙合第一模穴界定部分112。
第二模塊104進一步包括：一柱塞室124，其經組態用於與喇叭形室114軸向對齊；及一第二通路126，其形成於第二嵌合表面118中介於柱塞室124與第二模穴界定部分122之間。
超音波模製裝置100進一步包括一超音波總成128，該超音波總成用於產生一預定量值之高頻率振動能量。超音波總成128可於一非作用中狀態與一作用中狀態之間切換，在作用中狀態中，超音波總成128產生用於熔融熱塑性材料之振動能量。超音波總成128大致上包括一振動元件130(諸如一音極(sonotrode)或一相似類型裝置)，其能夠產生足以熔融熱塑性材料之一量值之振動能量。
喇叭形室114延伸穿過第一模塊102而提供用於使振動元件130在一第一解除嚙合位置與一第二嚙合位置之間移動之一通路。藉由一驅動機構(未圖示)於此類位置之間致動振動元件130。
振動元件130可係一音極，其能夠依約15kHz至約70kHz之範圍中之一頻率產生振動功率，及在熱塑性材料內產生在自約20℃至約325℃之範圍中之一溫度。較佳地，該音極依自約20kHz至30kHz之一頻率振動且產生介於200℃與300℃之間之一溫度，更佳地介於240℃與285℃之間之一溫度。振動元件130較佳地具有自約4mm至約12mm、更佳地自約7mm至約9mm之一直徑。
模製裝置100進一步包括一柱塞總成132，該柱塞總成包括可在柱塞室124內移動之一柱塞銷134。柱塞銷134設置在柱塞室124內，且藉由一驅動機構(未圖示)而依一往復運動方式移動。柱塞銷134大致上具有自約6mm至約14mm、較佳地自約7mm至約9mm之一直徑。此外，介於柱塞銷134與柱塞室124之側之間的間隙應小，較佳地小於0.01mm，以最小化進入至該間隙中的熔融聚合物。
模製裝置100可額外包括一材料進料總成，該材料進料總成包括一進料斗136及一供應管138。進一步，該進料總成可包括一計量或測量裝置144，以控制進料至熔融室之熱塑性材料之量。
薄壁型組件之模製大致上發生在第一模塊102及第二模塊104處於圖2及圖3所示之一閉合嚙合位置時。在此類位置中，喇叭形室114與柱塞室124對齊，且一熔融室146形成於振動元件130與柱塞銷134之間。
第一模具嵌入物110及第一模穴界定部分112與第二模具嵌入物120及第二模穴界定部分122合作地形成一模穴148。模穴界定部分112及122各具有各自模具界定表面140及142、經組態以形成一薄壁型無雙折射光學組件。例如，模具界定表面140可係大致上凹面且經組態以形成該薄壁型光學組件之一外部分，而模具界定表面142可係大致上凸面且經組態以形成該光學組件之一內部分。
如所繪示者，第一嵌合表面108及第二嵌合表面118會聚，使得通路116及126彼此對齊且合作地於模穴148與熔融室146之間界定一流道150，以在模製程序期間促進熔融材料自熔融室146流動至模穴148。
流道150可具有任何足以在低壓力情況下將熔融材料自熔融室146轉移至模穴148且極少引入剪應力及應變至材料之截面形狀及大小。流道150之長度係由喇叭形室114至模具嵌入物110、124之鄰近度來判定。一般而言，流道150之長度小於約25mm。較佳地，流道150之長度係自約8mm至約20mm，更佳地自約12mm至約16mm。流道150之尤其實用的組態包括具有係圓形、方形、或矩形之一截面形狀者。然而，圓柱形流道一般較佳。此類流道較佳地具有在自 約1mm至約5mm之範圍中、更佳地自約2mm至約4mm之直徑。適合的流道大致上具有在自約0.03至約4.0之範圍中之截面面積對長度之一比率。較佳地，流道150具有介於約0.04與2.5之間、更佳地介於約0.2與1.0之間之截面面積對長度之一比率。流道150較佳地正交於熔融室146而形成，使得隨著熔融材料流動通過流道146，該熔融材料在大致上垂直於熔融室146之縱軸之一方向行進。
操作中，藉由該驅動機構使第一模塊102及第二模塊104移動至一嚙合位置中，使得第一嵌合表面108及第二嵌合表面118嚙合。如此，第一模穴界定部分112及第二模穴界定部分122經對齊而形成模穴148。喇叭形室114及柱塞室124軸向對齊，而界定熔融室146於分別設置於其中的振動元件130之終端與柱塞銷134之終端之間。進一步，第一通路116與第二通路126縱向對齊、於熔融室146與模穴148之間形成流道150。
當模塊嚙合時，透過在喇叭形室114之壁中之一進料入口152，自進料斗136將熱塑性材料經由供應管138進料至熔融室146。其後，如圖3所示，振動元件130在喇叭形室114中移動至一嚙合位置中，使得其端部部分154相鄰於在熔融室146中之熱塑性材料。較佳地，振動元件130處於嚙合位置時密封進料入口152。
啟動振動元件130而熔融熱塑性材料。較佳地，振動元件依自約20kHz至約30kHz之一頻率振動且賦予自約1.0kW至約1.5kW之功率至熱塑性材料。此類功率較佳地在約2秒至約10秒之一段時間內、更佳地在自約2秒至約5秒之一段時間內使熱塑性材料之溫度上升至240℃至285℃之範圍內，以誘發熔融。以此類方式，大致上自約0.2g至約0.5g之熱塑性材料可被熔融且其黏度在約4秒內降低至適合 用於模製之位準。
其後，啟動柱塞總成驅動機構使柱塞銷134朝向振動元件130移動，而迫使熔融熱塑性材料經由流道150離開熔融室146且至模穴148中。通常，控制柱塞銷朝向振動元件行進的速度及距離兩者，以避免建立過度壓力及引入非所要應力及應變至熔融材料中。在此方面，柱塞銷之終端較佳地與振動元件之終端接近至不少於1.0mm。較佳地，柱塞銷之端部與振動元件之端部接近至自約2.0mm至約6.0mm內。進一步，柱塞銷移動較佳地對熔融材料賦予不超過12,000N之一力以自熔融室排出熔融材料。較佳地，柱塞銷對熔融材料賦予自約2000N至約6000N之一力。
接著，固化在模穴148中之材料以形成一薄壁型低雙折射之光學組件。較佳地，光學組件具有小於約30奈米之折射率遲滯之一雙折射。更佳地，光學組件無雙折射。固化後，藉由適當構件(諸如推出銷(未圖示))，使模塊分開並自模具移除所得光學組件。
本發明之方法及設備尤其非常適合用於模製小型光學組件。具體而言，光學組件具有小於約35mm之一最大外部尺寸(例如，長度或直徑)及小於約2.5mm之一厚度。更具體而言，光學組件具有自約5.0mm至約10mm之一最大外部尺寸，及自約0.025mm至約1.0mm之一厚度，更佳地具有自約0.025mm至約0.30mm之一厚度。然而，本發明不限於製造此類小品項且可有利地用於形成多種大小之組件。
雖然已參照含有一單對模具嵌入物之模塊102及104來描述本發明，但是應明白，該等模塊可包括圍繞熔融室相隔開且經由 分開之流道而連接至熔融室的多對模具嵌入物。例如，可有四對模具嵌入物圍繞熔融室相隔開(例如，以熔融室作為中心之12、3、6以及9點鐘位置)，使得藉由各模製循環而形成四個光學組件。
雖然本說明書中已藉由提及各種特定材料、程序與實例來描述並說明本發明，但會理解到本發明不限於針對此目的所選用的特定材料與程序組合。此類細節的許多變化型式可為默示者並且將為熟悉該項技術領域者所理解。所意欲者為僅將說明書與實例視為例示性，並且本發明之真正範疇與精神係由下列申請專利範圍所指示。

Claims (35)

  1. 一種用於模製光學組件之超音波模製裝置，其包含：一第一模塊，其包括具有一第一模穴界定部分之一第一模具嵌入物、一喇叭形室以及一第一通路，該第一通路沿該第一模塊之一嵌合表面而形成於該喇叭形室與該第一模穴界定部分之間；一第二模塊，其包括具有一第二模穴界定部分之一第二模具嵌入物、一柱塞室以及一第二通路，該第二模穴界定部分經組態以操作上嚙合該第一模穴界定部分，該柱塞室經組態以與該喇叭形室軸向對齊，該第二通路形成於該第二模塊之一嵌合表面中介於該柱塞室與該第二模穴界定部分之間；一超音波總成，其具有一振動元件，該振動元件經組態以定位在該喇叭形室中且於一非作用中狀態與一作用中狀態之間切換，及一柱塞總成，其包含：一柱塞銷，其經組態以在該柱塞室內往復運動，其中該模製裝置可於一打開位置與一閉合位置之間移動，其中在該閉合位置中，該第一模塊之該嵌合表面嚙合該第二模塊之該嵌合表面，使得該第一模穴界定部分及該第二模穴界定部分合作地形成一模穴，該模穴經組態以形成一光學組件，該喇叭形室及柱塞室軸向對齊以形成一熔融室，且該第一通路與該第二通路縱向對齊形成一流道，該流道經組態以自該熔融室傳遞熔融熱塑性材料至該模穴。
  2. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該流道正交於該柱塞室而形成。
  3. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該振動元件包括一音極(sonotrode)，該音極經組態以與該喇叭形室軸向對齊且於一第一位置與一第二位置之間移動以嚙合在該熔融室中所提供之材料。
  4. 如請求項3所述之超音波模製裝置，其進一步包括一材料進料總成，該材料進料總成經組態以傳遞熱塑性材料至該熔融室。
  5. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中透過形成在該喇叭形室中之一入口傳遞該熱塑性材料至該熔融室。
  6. 如請求項4所述之超音波模製裝置，其中該材料進料總成傳遞熱塑性材料至形成在該喇叭形室中之一入口。
  7. 如請求項6所述之超音波模製裝置，其中該音極移動至該第二位置中而密封在該喇叭形室中之該入口。
  8. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該柱塞銷及該振動元件軸向對齊且在相對方向上朝向彼此移動。
  9. 如請求項8所述之超音波模製裝置，其中該熔融室形成於該柱塞銷之一終端部分與該振動元件之一終端部分之間。
  10. 如請求項9所述之超音波模製裝置，其中該柱塞銷朝向該振動元件移動使該熔融熱塑性材料自該熔融室排出通過該流道至該模穴。
  11. 如請求項10所述之超音波模製裝置，其中自該熔融室排出該熔融熱塑性材料期間，介於該振動元件之該終端部分與該柱塞銷之該終端部分之間之最小距離超過約1.0mm。
  12. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該第一模穴界定部分及該第二模穴界定部分經組態以合作地形成具有自約0.025mm至1.0mm之一厚度之一薄壁型光學組件。
  13. 如請求項12所述之超音波模製裝置，其中該第一模穴界定部分及第二模穴界定部分經組態以合作地形成具有在自約0.025mm至約0.30mm之範圍中之一厚度之一薄壁型光學組件。
  14. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該第一模穴界定部分具有經組態以形成該光學組件之一外部分之一凹模具表面，且該第二模穴界定部分具有經組態以形成該光學組件之一內部分之一凸模具表面，該光學組件經組態以嚙合一使用者眼睛之一角膜。
  15. 如請求項11所述之超音波模製裝置，其中該柱塞銷之終端與該振動元件之終端接近至約2.0mm至約6.0mm內以自該熔融室排出熔融熱塑性材料。
  16. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中由該柱塞銷對該熔融熱塑性材料所施加之力小於約12,000N。
  17. 如請求項16所述之超音波模製裝置，其中由該柱塞銷對該熔融熱塑性材料所施加之該力係在自約2,000N至約6,000N之範圍中。
  18. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該流道具有小於約25mm之一長度。
  19. 如請求項18所述之超音波模製裝置，其中該流道具有在自約8mm至約20mm之範圍中之一長度。
  20. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該流道具有在自約1mm至約5mm之範圍中之一直徑之一圓柱形形狀。
  21. 如請求項1所述之超音波模製裝置，其中該流道具有在自約0.2至約1.0之範圍中之截面面積對長度之一比率。
  22. 一種形成一光學組件之方法，其包含：(a)提供一模製裝置，該模製裝置包含：一第一模塊，其包括具有一第一模穴界定部分之一第一模具嵌入物、一喇叭形室以及一第一通路，該喇叭形室經組態以接收一超音波總成，該第一通路沿該第一模塊之一嵌合表面而形成，一第二模塊，其包括具有一第二模穴界定部分之一第二模具嵌入物、一柱塞室、一第二通路，該柱塞室經組態以 接收一柱塞總成，該第二通路沿該第二模塊之一嵌合表面而形成，該第二通路經組態以與該第一通路對齊，一超音波總成，其包括一振動元件，該振動元件經組態以在該喇叭形室中軸向移動，及一柱塞總成，其包括：一柱塞銷，其經組態以在該柱塞室中軸向移動；及一材料進料器，其能夠提供熱塑性材料至該喇叭形室；(b)置放該第一模塊成與該第二模塊嚙合，使得該第一模穴界定部分及第二模穴界定部分合作地形成一模穴，該柱塞室及喇叭形室經對齊在其中界定一熔融室，且該第一通路及第二通路經對齊以於該模穴與該熔融室之間形成一流道；(c)自該材料進料器引入固體熱塑性材料至該熔融室中；(d)移動該振動元件至在該喇叭形室中之位置中，使得該振動元件之一終端部分經定位相鄰於在該熔融室中之該熱塑性材料；(e)啟動該超音波總成，使得一預定量值之振動能量熔融該熱塑性材料；(f)使在該柱塞室中之該柱塞銷朝向該振動元件移動，從而排出熔融熱塑性材料通過該流道至該模穴中；(g)將該模穴中之材料固化，從而形成一光學組件；及 (h)將該光學組件自該模穴脫模。
  23. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該光學組件具有小於約2.5mm之一厚度。
  24. 如請求項23所述之形成一光學組件之方法，其中該光學組件具有在自約0.025mm至約1.0mm之範圍中之一厚度。
  25. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該流道具有小於約25mm之一長度。
  26. 如請求項25所述之形成一光學組件之方法，其中該流道具有在自約8mm至約20mm之範圍中之一長度。
  27. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該柱塞銷對在該熔融室中之該熱塑性材料施加小於約12,000N之一最大力。
  28. 如請求項27所述之形成一光學組件之方法，其中該柱塞銷對在該熔融室中之該熱塑性材料施加在自約2,000N至約6,000N之範圍中之一力。
  29. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該流道具有在自約0.2至約1.0之範圍中之截面面積對長度之一比率。
  30. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該經脫模光學組件具有小於約30奈米之折射率遲滯之一雙折射。
  31. 如請求項30所述之形成一光學組件之方法，其中該經脫模光學組件具有小於約10奈米之折射率遲滯之一雙折射。
  32. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中該振動元件產生在自約1.0kW至約1.5kW之範圍中之一量值之功率。
  33. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中熔融在該熔融室中之該熱塑性材料的滯留時間少於約10秒。
  34. 如請求項22所述之形成一光學組件之方法，其中自引入該熱塑性材料至該熔融室中至將該所形成光學組件脫模之循環時間少於約90秒。
  35. 如請求項32所述之方法，其中振動在該熱塑性材料中誘發自約200℃至約300℃之一溫度。
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