Dengan pesatnya perkembangan teknologi pencitraan, orang dapat merekam apa yang terjadi, pemandangan dan orang-orang di sekitar mereka di kamera atau ponsel kapan saja dan di mana saja. Komponen inti dari produk berteknologi tinggi ini adalah komponen optik presisi tinggi. Dulu, lensa optik jenis ini menggunakan kaca sebagai bahan utamanya, namun kaca pasti memiliki kekurangan seperti kualitas tinggi, kerapuhan tinggi, dan harga mahal. industri, dan industri informasi. Kunci produksi massal adalah cetakan injeksi.
Seperti yang kita semua tahu, cetakan injeksi banyak digunakan dalam produksi massal komponen plastik, tetapi teknologi cetakan injeksi tradisional sulit untuk mencapai ketepatan komponen optik. Untuk mencapai toleransi dimensi dan kualitas permukaan yang diperlukan, seluruh rantai proses harus dioptimalkan. Setelah penelitian bertahun-tahun, komponen optik presisi dengan lebih banyak fungsi dan harga terjangkau kini dapat dibuat melalui teknologi cetakan injeksi presisi untuk memenuhi kebutuhan pasar.
Mempelajari proses pencetakan injeksi, dapat ditemukan bahwa pencetakan injeksi presisi memiliki enam perbedaan yang jelas dibandingkan dengan pencetakan injeksi tradisional.
1. Desain Struktur Produk
Untuk mendapatkan kualitas permukaan terbaik dan toleransi dimensi terkecil, desain struktur produk sangatlah penting. Desain produk juga menunjukkan toleransi dimensi komponen plastik. Dari beberapa pengalaman, prinsip desain yang umum adalah sebagai berikut: hindari ketebalan dinding bagian plastik lokal, yang mengakibatkan rongga susut; mengontrol ukuran ketebalan dinding minimum (ditentukan oleh material); tidak boleh ada lubang, celah, dll. Membentuk garis las; ketebalan dinding tidak boleh terlalu banyak berubah, pilih transisi yang mulus; menjaga ketebalan dinding seragam bagian plastik.
Karena plastik kurang stabil daripada kaca, keakuratan indeks bias lensa plastik lebih rendah daripada lensa kaca. Secara umum, dalam kondisi lingkungan standar, kisaran perubahan indeks bias lensa plastik lebih besar dari 1 persen, dan perubahan indeks bias akan menyebabkan perubahan panjang fokus lensa. Dari percobaan fisik dapat diketahui bahwa panjang fokus lensa bulat umum ditentukan oleh indeks bias n, ketebalan lensa T dan jari-jari bola R, dan ketiga parameter ini memiliki efek berbeda pada panjang fokus, di antaranya indeks bias n memiliki pengaruh terbesar. Untuk mengurangi perubahan indeks bias, toleransi geometris dan keakuratan pemrosesan lensa harus ditandai secara ketat selama desain.
2. Desain alat
Desain alat sama pentingnya dengan desain produk, dan efek pemotongan akan langsung tercermin pada permukaan bagian plastik. Ketika presisi bagian plastik mencapai tingkat mikron (μm), toleransi dimensi alat harus lebih rendah dari 1 μm. Meskipun ini bukan tugas yang mudah untuk desain alat, ada banyak unit alat yang dapat dipilih. Perlu dicatat bahwa pisau yang stabil secara dimensi membutuhkan bahan berkekuatan tinggi yang dapat mengakomodasi berbagai perlakuan panas, yang pentingnya sering diabaikan. Eksperimen telah membuktikan bahwa jika proses transformasi struktur metalografi baja keras dari austenit menjadi martensit tidak sepenuhnya selesai, struktur mikro material akan berubah, menyebabkan perubahan dimensi makroskopis, bahkan tanpa adanya beban. Deformasi sebesar 0.01 hingga 0,001 mm akan terjadi.
3. Peralatan cetakan injeksi
Peralatan cetakan injeksi adalah bagian penting dari keseluruhan rantai proses. Peralatan cetakan injeksi meleleh, memplastiskan polimer, menyuntikkannya ke dalam cetakan, dan bersirkulasi terus menerus. Ini membutuhkan kontrol yang tepat dari setiap parameter proses, seperti suhu injeksi, volume injeksi, laju injeksi, tekanan rongga, dll. Keakuratan peralatan pencetakan injeksi menentukan akurasi pencetakan komponen plastik.
Peralatan cetakan injeksi presisi adalah loop tertutup, dan operasinya sepenuhnya dikendalikan oleh parameter tersebut. Selama pencetakan injeksi, setiap tindakan mekanis harus akurat (seperti paralelisme dua pelat pemasangan cetakan saat bergerak), dan semua bagian pada peralatan memerlukan tingkat stabilitas yang tinggi. Karena unit penggerak peralatan cetakan digerakkan oleh listrik, ia memiliki keunggulan yang jelas dalam akurasi dan reproduktifitas, dan cocok untuk cetakan injeksi presisi.
4. Kapasitas pemrosesan bengkel cetakan
Selain elemen desain, pemesinan presisi juga merupakan bagian yang sangat penting dari cetakan injeksi. Pemrosesan cetakan harus melalui pemesinan yang tepat dan proses perakitan yang sangat cocok. Jika toleransi dimensi bagian ini tidak dikontrol dengan baik, akan sulit untuk memperbaiki toleransi dimensi bagian plastik pada proses pencetakan injeksi selanjutnya, atau kisaran parameter pencetakan injeksi yang dapat disesuaikan semakin sempit. Dengan pengembangan pemotongan berkecepatan tinggi, dapat diprediksi bahwa penggilingan multi-sumbu presisi berkecepatan tinggi akan secara bertahap menggantikan EDM (discharge machining).
Agar sisipan cetakan memenuhi persyaratan kualitas, berlian kristal tunggal dapat digunakan sebagai butiran alat mesin untuk berputar. Kerugian terbesar dari pembubutan intan adalah tidak dapat langsung memotong logam besi, seperti baja, karena besi akan cepat aus pada intan. Saat ini, beberapa perusahaan telah melakukan beberapa penelitian tentang proses perlakuan panas, yaitu untuk mencapai efek pembubutan berlian kristal tunggal dengan meningkatkan kinerja pemotongan baja perkakas paduan. Hasil awal terlihat sangat menjanjikan. Tentu saja, kita juga harus memperhatikan alat bubut atau frais itu sendiri, karena ujung tombak dari alat bubut cemented carbide akan aus setelah pembubutan dengan kecepatan tinggi, sehingga perlu menggunakan mesin penajam yang presisi untuk mengasah kembali ujung mata potong. Kami sangat memperhatikan bidang pemotongan dan ujung tombak alat ini, bahkan cacat terkecil pada ujung tombak akan tercermin dalam produk yang dibentuk.
5. Proses pencetakan injeksi
Proses pencetakan injeksi dapat dibagi menjadi dua jenis: pencetakan injeksi tradisional dan pencetakan kompresi injeksi. Dalam cetakan injeksi tradisional, tekanan internal akan dihasilkan selama proses pendinginan plastik, yang akan mengubah kinerja bagian plastik dan menyebabkan polarisasi lensa. Untuk mengatasi tegangan internal potensial ini, salah satu metode perawatan adalah anil bagian plastik, tetapi metode ini akan menyebabkan deformasi bagian plastik, yang tidak sesuai. Cetakan kompresi injeksi sekarang dapat digunakan. Cetakan kompresi injeksi sering digunakan untuk membentuk produk dengan struktur halus, seperti lensa plastik dengan fungsi difraksi. Ini berbeda dari proses pencetakan injeksi tradisional dalam beberapa cara yang jelas. Ruang lingkup parameter proses pencetakannya dirangkum sebagai berikut:
Tekanan injeksi (tahan tekanan): lebih besar dari 100MPa (bergantung pada komponen atau bahan plastik); tingkat injeksi: tergantung pada cetakan, komponen dan bahan plastik; suhu plastisisasi: 200-320 derajat ; suhu cetakan: 100-150 derajat; Siklus pencetakan: lebih dari 0,5 menit.
Karena cetakan injeksi presisi adalah jenis baru dari metode cetakan injeksi, tidak ada pengalaman untuk belajar dari parameter cetakannya. Untuk mendapatkan parameter cetakan yang sesuai, metode berikut dapat digunakan untuk dicoba. Pertama, rancang dan buat satu set cetakan injeksi (tanpa mempertimbangkan tingkat penyusutan), dan pada langkah kedua, pilih salah satu parameter cetakan injeksi, bagi menjadi beberapa perbedaan, dan lakukan optimasi cetakan injeksi satu per satu. Kemudian deteksi ukuran bagian plastik yang dicetak, dan ubah bentuk dan ukuran cetakan injeksi sesuai dengan bagian plastiknya. Parameter proses yang diperoleh dengan metode ini seringkali memiliki stabilitas dan akurasi yang tinggi. Tentu saja, peralatan pengukur yang canggih (mesin pengukur koordinat), bengkel cetakan canggih (pusat penggilingan multi-sumbu) dan kemampuan matematis dari bagian desain (analisis simulasi) diperlukan untuk mengimplementasikan solusi ini.
6. Kemampuan teknisi
Untuk mencapai toleransi dimensi yang ketat untuk komponen plastik, cetakan injeksi presisi harus dipertimbangkan sejak awal. Pertimbangkan berbagai faktor seperti desain optik, desain struktur produk, parameter proses pencetakan, dan peralatan pencetakan, dan pertimbangkan faktor-faktor yang saling berinteraksi ini secara keseluruhan, dan tidak ada yang dapat diabaikan. Oleh karena itu, perlu mempekerjakan beberapa insinyur desain berteknologi tinggi dan berpengalaman yang dapat menyelesaikan tugas-tugas seperti desain optik, desain struktur produk, desain alat, analisis elemen hingga, dan analisis aliran cetakan. Di sisi lain, meskipun sebagian besar operasi dalam proses pencetakan injeksi dapat dikontrol oleh komputer untuk mewujudkan produksi yang sepenuhnya otomatis, beberapa talenta berpendidikan tinggi dan berteknologi tinggi masih dibutuhkan di bengkel. Karena kontrol proses injection molding yang presisi merupakan teknologi paling mutakhir di bidang injection molding. Ciri khasnya adalah mesin cetak injeksi memiliki antarmuka kontrol lanjutan, yang mengharuskan seseorang untuk terus memantau dan menyesuaikan parameter proses utama pada waktunya, sehingga faktor manusia sangat penting.
Dengan cetakan injeksi presisi, optik polimer dapat diproduksi dalam volume tinggi dan presisi tinggi. Tentu saja, ini baru permulaan. Cetakan injeksi presisi masih belum sempurna dalam beberapa aspek, seperti: penelitian dan pengembangan bahan polimer, desain peralatan cetakan injeksi, deteksi status cetakan, pengukuran presisi bagian plastik, dan penerapan perangkat lunak analisis simulasi cetakan. Penelitian ini pasti akan memberi orang lensa optik plastik yang lebih baik.
