光學(xué)部件壓縮生產(chǎn)的pvT圖示顯示了工藝控制的基本過(guò)程，并在這里用于解釋膨脹-壓縮模塑工藝。在模腔被填滿之后，必須對(duì)壓縮柱塞的注射壓力和力進(jìn)行優(yōu)化以使腔內(nèi)的為一常數(shù)值。轉(zhuǎn)到壓縮生產(chǎn)工藝后，注射壓力和力必須又被設(shè)定到腔內(nèi)的常數(shù)壓力值。如果腔內(nèi)壓力不能達(dá)到常數(shù)值，部件的光學(xué)性能就會(huì)降低。對(duì)優(yōu)化工藝控制來(lái)講，在光學(xué)部件的生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)定模腔內(nèi)的壓力是必備的。此外，測(cè)定這個(gè)工藝參數(shù)可使優(yōu)化該復(fù)雜的工藝變得簡(jiǎn)單得多。
在優(yōu)化階段，不同的腔內(nèi)壓力曲線被記錄下來(lái)(圖5所示)：其中最上面的圖顯示的是優(yōu)化后的曲線。而在中間的圖則表示膨脹階段腔內(nèi)的壓力急劇降低。在這個(gè)階段，作用在柱塞上的力太小，材料之間發(fā)生替換。必須增加該力到與腔內(nèi)壓力相當(dāng)?shù)囊粋�(gè)常數(shù)值。圖5底部的圖則顯示腔內(nèi)的壓力由于在壓縮階段沒(méi)有對(duì)材料的收縮進(jìn)行補(bǔ)償而如何劇降的。更高的壓縮力對(duì)該工藝更有利。
除了壓力和力太小以外，腔內(nèi)壓力曲線也顯示力太大或者注射、膨脹和壓縮階段之間的過(guò)渡不當(dāng)。該曲線也提供了對(duì)優(yōu)化測(cè)量有利的詳細(xì)信息。
腔內(nèi)壓力的非接觸式測(cè)量
顯而易見(jiàn)的是，在光學(xué)部件的可見(jiàn)或者功能區(qū)不能有任何痕跡或者瑕疵。這就使得難以用傳統(tǒng)的傳感器來(lái)測(cè)定壓力，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^(guò)部件的表面來(lái)測(cè)定腔內(nèi)的壓力，從而可能會(huì)使部件產(chǎn)生壓縮。一種可能的補(bǔ)救措施是制造更大尺寸的部件，從而使測(cè)量點(diǎn)偏移到部件的邊緣區(qū)域(所需用到的部件的光學(xué)區(qū)域之外)。測(cè)量以后再用機(jī)械方法除去部件上多余的部分。但該方法并沒(méi)有得到采納，因?yàn)檫@會(huì)增加成本并降低(破壞)生產(chǎn)效率。
在腔內(nèi)壓力的非接觸式測(cè)量方面，位于瑞士溫特圖爾市的奇石樂(lè)儀器股份公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出專用的銷(xiāo)釘式測(cè)量傳感器，并與位于德國(guó)慕尼黑的克勞斯瑪菲塑料技術(shù)有限公司在一個(gè)用于棱鏡生產(chǎn)的注射-壓縮裝置上成功實(shí)現(xiàn)了這一構(gòu)想。該新型的傳感器被整合到模具中，并被安放在模腔壁后面或壓縮柱塞上，以此測(cè)量由模腔內(nèi)壓力對(duì)鋼材的壓縮。這種測(cè)量方法的建立使得在一個(gè)雙腔測(cè)試模具中利用兩個(gè)測(cè)量銷(xiāo)釘感應(yīng)器快速和便利地優(yōu)化工藝控制成為可能。在生產(chǎn)過(guò)程中，棱鏡的質(zhì)量是依靠腔內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)控的。
圖6所示分別為膨脹壓縮模塑腔內(nèi)壓力曲線(棕色)、螺桿前部壓力(黑色)和壓縮柱塞處的壓力(紅色)。在注射階段，模腔內(nèi)壓力一直增加直到其被填滿為止。然后腔內(nèi)的壓力由于保壓壓力和膨脹力的作用而被建立起來(lái)。從pvT圖上來(lái)看，該壓力保持一常數(shù)值。壓縮階段開(kāi)始，緊接著是最終的脫模階段。
在成型的早期階段對(duì)質(zhì)量缺陷進(jìn)行識(shí)別
注射-壓縮成型已被證明是一種適用于光學(xué)部件生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝。許多參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有顯著影響，并只有腔內(nèi)壓力已知的情況下這些參數(shù)的變化才能被追蹤并被控制。在注射模塑期間，腔內(nèi)的壓力是壓縮力或鎖模力隨時(shí)間變化的函數(shù)。
無(wú)需通過(guò)對(duì)部件的光學(xué)性能進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)試，而通過(guò)測(cè)定腔內(nèi)的壓力來(lái)對(duì)工藝進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控就能提供早期的部件性能信息。因此在生產(chǎn)車(chē)間不需要在產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷被檢測(cè)出來(lái)之前不必要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)生產(chǎn)次品。
上述結(jié)果已由一系列不同的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。這說(shuō)明在光學(xué)部件的生產(chǎn)過(guò)程中，“沿流路通路的pvT圖示”，“三維pvT圖示”適于作為質(zhì)量監(jiān)控的參考曲線。在重新開(kāi)始模塑時(shí)，參考曲線也具有使儀器能更快地達(dá)到優(yōu)化工作狀態(tài)的優(yōu)勢(shì)。
因而決定性的因素是模塑試驗(yàn)和隨后的模塑優(yōu)化階段。確定理想的基本工藝需要“經(jīng)典”的模腔壓力測(cè)定。只有當(dāng)實(shí)現(xiàn)合理的工藝流程，部件才能受到了上述的光學(xué)性能測(cè)試。在使部件質(zhì)量達(dá)到所需要求的同時(shí)，參考曲線也使生產(chǎn)監(jiān)控－因而質(zhì)量監(jiān)控成為可能。
展望
因?yàn)閰⒖记�線是合光學(xué)性能相關(guān)聯(lián)的，可以想像將來(lái)能用模腔壓力作為壓縮工藝的一個(gè)控制參數(shù)。為了這個(gè)目的，當(dāng)前的模腔壓力(真實(shí)狀態(tài))跟蹤參考曲線(給定點(diǎn)的模腔壓力曲線)的軌跡。利用適合的控制策略，將來(lái)機(jī)器也有可能完全自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)開(kāi)始生產(chǎn)。這就不需要手動(dòng)優(yōu)化過(guò)程，因?yàn)樯�產(chǎn)過(guò)程中只需要給定模腔內(nèi)壓力的最大允許值。