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Spritzgegossene Linsen sind ein wichtiger Bestandteil vieler optischer Anwendungen. Unter Topworks KunststoffeWir bieten einen One-Stop-Service für das Design, den Werkzeugbau und das Spritzgießen dieser Linsen aus China.

Wir verfügen über jahrelange Erfahrung in diesem Bereich, und unser Expertenteam kann schnell und effizient hochwertige Ergebnisse liefern.

Wir bieten eine Vielzahl verschiedener Linsendesigns an, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden, und unser flexibler Fertigungsprozess bedeutet, dass wir kundenspezifische Teile schnell und einfach herstellen können.

Topworks plastics verfügt über umfangreiche Erfahrung mit diesem Verfahren und weiß, wie man die besten Ergebnisse erzielt. Wir können ihr Fachwissen nutzen, um maßgeschneiderte Teile zu erstellen, die perfekt zu Ihren Spezifikationen passen.

Wir bieten schnelle Durchlaufzeiten, damit Sie bekommen, was Sie brauchen, wenn Sie es brauchen, ohne wochen- oder monatelang auf die Fertigstellung Ihres Produkts warten zu müssen.

Topworks-Kunststoffe halten auch die Kosten niedrig, indem sie Materialien wie Glas oder Acryl anstelle von teureren Kunststoffen wie Polycarbonat verwenden.

Wenn Sie also auf der Suche nach einem Partner aus China sind, der qualitativ hochwertige Spritzgusslinsen liefern kann, sind Sie bei Topworks genau richtig!

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Was ist Optik im Spritzgussverfahren?

Optisches Spritzgießen (OIM) ist eine spezielle Art des Spritzgießens, die für optische Linsen, Prismen und andere optische Komponenten verwendet wird. OIM wird unter anderem für folgende Anwendungen eingesetzt Autoscheinwerfer und -rückleuchten, Brillen, Kameraobjektivabdeckungen und andere Anwendungen, bei denen hochwertige optische Komponenten erforderlich sind.

Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Material in eine Form gespritzt, die auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) vorgewärmt wurde. Auf diese Weise entsteht ein Objekt mit einem festen Kern, der von glasartigen Kügelchen aus Glas umgeben ist.

Material für Spritzgussoptiken

Die am häufigsten verwendeten Materialien für OIM sind PMMA (Polymethylmethacrylat), Polycarbonat und PTFE (Polytetrafluorethylen).

PMMA ist häufig in CDs, DVDs und vielen anderen Konsumgütern zu finden. Es hat eine ausgezeichnete Klarheit und Haltbarkeit, kann sich aber verziehen, wenn es mit Hitze oder Druck in Berührung kommt.

Polycarbonat ist ähnlich wie PMMA, aber härter und kratzfester als PMMA. Es kann in Außenanwendungen wie Autoscheinwerfern verwendet werden, da es hohen Temperaturen standhält, ohne zu brechen oder sich zu verziehen.

PTFE ist ein sehr robustes Material mit guter chemischer Beständigkeit und ausgezeichneten elektrischen Isolationseigenschaften. Es wird häufig für medizinische Geräte wie Katheter und Infusionsnadeln sowie für Kochgeschirr und Lebensmittelverpackungen verwendet.

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Design für Spritzgussoptiken

Bei der Gestaltung von Kunststoffoptiken ist es notwendig, eine Reihe von Leitlinien zu befolgen, um die Möglichkeit unvorhersehbarer Qualitätsprobleme zu minimieren. Alle folgenden Beschreibungen der Konstruktionsrichtlinien gelten für optische Kunststoffteile, aber auch für spritzgegossene optische Linsen.

Als Faustregel für den Entwurf optischer Linsen gilt zunächst, dass man wissen muss, wie das Licht durch sie hindurchgeht. Basierend auf dem gegebenen Brechungsindex des Materials wird eine Linse Lichtstrahlen beugen, wenn sie auf beiden Seiten bestimmte Oberflächenkrümmungen aufweist. Daher ist es wichtig, einige wichtige Aspekte der Konstruktion von Kunststofflinsen zu erörtern.

1. Grundlagen: Es wird davon ausgegangen, dass Licht durch Strahlen dargestellt werden kann und dass sich diese Strahlen in einer geraden Linie durch Kunststoffmaterialien bewegen. Der Brechungswinkel wird durch das Snellsche Gesetz bestimmt, wenn Licht in ein Kunststoffmaterial eintritt. In Kunststofflinsen werden die Lichtstrahlen in zwei sphärische Flächen gebogen, so dass das Bild im Brennpunkt auf der gegenüberliegenden oder gleichen Seite des Objekts entsteht. Auf diese Weise erreicht eine einzelne Linse die gewünschte optische Leistung, indem sie die geometrischen Abmessungen und die Dicke ihrer beiden Flächen erzeugt.
2. Toleranzen: Konstrukteure beachten diese Toleranzen bei der Herstellung von Gussformen für optische Linsen. So können die relevanten Prozessbedingungen ermittelt werden, um die zulässigen Abweichungen der geometrischen Abmessungen einer einzelnen Linse und die entsprechende optische Leistung zu bestimmen.
3. Form und Dicke: Da die meisten Kunststofflinsen mit achsensymmetrischen Oberflächen entworfen werden, werden die optischen Oberflächen der Linsen als Einsätze hergestellt und mit einem Einpunkt-Diamantdrehverfahren (SPDT) bearbeitet. Daher ist die Form der Linse für die Montagemechanismen und die damit verbundenen Anschnittkonstruktionen nicht geeignet. Form und Dicke von Kunststofflinsen unterscheiden sich erheblich von Glaslinsen, wenn man das Spritzgießen in Betracht zieht.
4. Asphärische Oberflächen:Lichtstrahlen, die weit vom Zentrum der Linse entfernt verlaufen, verursachen in der geometrischen Optik primäre Aberrationen. Die asphärische Oberfläche eines Linsensystems gleicht die primären Aberrationen aus. Mit dem SPDT-Verfahren kann eine asphärische Oberfläche recht einfach bearbeitet werden, da ein Einsatz zur Herstellung der Formfläche verwendet wird. Derzeit werden asphärische Linsen hauptsächlich in Handykameras verwendet, um die Anzahl der Linsen zu verringern.
5. Athermalisierung und Beschichtungen: Da Kunststoffe einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) und eine temperaturabhängige Änderung des Brechungsindex aufweisen als Glas, ist die Auswahl geeigneter Kunststoffmaterialien erforderlich, um die Auswirkungen von Umgebungstemperaturschwankungen auszugleichen. Kunststofflinsen erfordern auch Beschichtungen, da eine allmähliche Änderung des Brechungsindexes auf der Linsenoberfläche die Durchlässigkeit für Lichtstrahlen maximiert. Die endgültigen Abmessungen und Beschichtungen eines Objektivs müssen beim Entwurf des Objektivs berücksichtigt werden.
6. Abgesehen vonufgrund der oben genannten Vorschläge sollten Objektivdesigner auch folgende Punkte im Auge behalten einige empirische Fragen. Jede Form von Unterschnitt in der Linsengeometrie sollte vermieden werden, da dies zu Problemen beim Entformen führen kann. Es wird daher empfohlen, einen Entformungswinkel von 1 bis 2 Grad zu verwenden, um die Entformung zu erleichtern. In der Füllphase sollte eine gleichmäßige Dicke der Linse erreicht werden, um Lufteinschlüsse während des Formens zu vermeiden. Ein Linsendesign, das fließende Übergänge zwischen verschiedenen Dicken ermöglicht, führt zu einem besseren Füllmuster, auch wenn die Funktion der Linse möglicherweise einen Montageflansch oder -rand erfordert. Nicht zuletzt sollte der Anschnitt immer in einem sichtbaren Bereich des Linsenhohlraums als Index für die Montage positioniert werden.

Kühlung von Spritzgussteilen für optische Teile

Die Kühlung des Spritzgießens optischer Teile ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung optischer Komponenten. Der Abkühlungsprozess ist notwendig, um sicherzustellen, dass die optischen Komponenten ordnungsgemäß geformt werden und den gewünschten Spezifikationen entsprechen.

1. Hohe Schmelzetemperaturen führten zu einer deutlichen Verringerung der Profilgenauigkeit der Formen, allerdings nur, wenn die Kühlkanäle in Längsrichtung angeordnet waren.

2. Bei der Bearbeitung von Werkzeugen mit mehreren Kavitäten und einer ungeeigneten Anordnung der Kühlkanäle ist es schwierig, ein gleichmäßiges Linsenprofil zu erzielen, da die Temperaturverteilung in der Kavität nicht gleichmäßig ist und die Genauigkeit des gesamten Teils beeinträchtigen kann.

3. Geformte Linsen weisen aufgrund ihrer Restspannungen erhebliche optische Verzerrungen auf. Wenn diese zu Bewertungszwecken in Wellenfrontaberrationen umgerechnet werden, muss bei der Umrechnung berücksichtigt werden, wie die Spannungen die Leistung der Linse beeinflussen.

4. Durch die Optimierung der Prozessparameter entsprechend den relevanten Eigenschaften von Polymeren in optischer Qualität können spritzgegossene Linsen eine optimale optische Leistung erzielen. Ein Konturenmusterdiagramm stimmt möglicherweise nicht mit der Wellenfrontaberration der geformten Linsen auf der Grundlage der experimentellen Ergebnisse überein, aber die P-V- und RMS-Werte der Aberrationen der geformten Linsen sind den Vorhersagen einer Optiksimulation auf der Grundlage der CAE-Fließsimulationsergebnisse recht ähnlich. Mit Hilfe von Mold-Flow-Simulationsanalysen lassen sich daher Eigenspannungen und Profilabweichungen von geformten Linsen genau vorhersagen. Fließsimulationen haben bisher die Dichtevariationen von geformten Linsen nicht berücksichtigt, da die Relaxation der Dichte von festen Polymeren nicht modelliert wurde.