光學(xué)塑料成型技術(shù)是當(dāng)前制造塑料非球面光學(xué)零件的先進(jìn)技術(shù)，它包括注射成型、鑄造成型和壓制成型等技術(shù)。光學(xué)塑料注射成型技術(shù)主要用來(lái)批量生產(chǎn)直徑為 100毫米以下的非球面透鏡光學(xué)零件，也可制造微型透鏡陣列。而鑄造和壓制成型技術(shù)主要用于制造直徑為100毫米以上的非球面透鏡光學(xué)零件。

塑料非球面光學(xué)零件由于具有重量輕、成本低，光學(xué)零件和安裝部件可以注塑成為一個(gè)整體從而節(jié)省裝配工作量，以及耐沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)，在軍事、攝影、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。例如，在美國(guó)an/avs－6型飛行員微光夜視眼鏡中就采用了9塊非球面塑料透鏡。另外，在 an/pvs－7步兵微光夜視眼鏡、hot夜視眼鏡、“銅斑蛇”激光制導(dǎo)炮彈導(dǎo)引頭和其他光電制導(dǎo)導(dǎo)引頭、激光測(cè)距機(jī)、軍用望遠(yuǎn)鏡以及各種照相機(jī)的取景器中也都采用了非球面塑料透鏡。美國(guó)tbe公司在制造某種末制導(dǎo)自動(dòng)導(dǎo)引頭用非球面光學(xué)零件時(shí)，曾對(duì)幾種光學(xué)塑料透鏡成型技術(shù)做過(guò)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，認(rèn)為采用注射成型技術(shù)制造非球面塑料光學(xué)透鏡費(fèi)效比最佳。

注射成型技術(shù)

注射成型法是將經(jīng)過(guò)加熱成為流體的定量的光學(xué)塑料注射到不銹鋼模具中，在加熱加壓條件下成型，后經(jīng)冷卻固化后，打開(kāi)模具便可獲得所需要的光學(xué)塑料零件的一種非球面光學(xué)塑料透鏡加工技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是模具，由于光學(xué)塑料模壓成型的工作溫度要求較低，所以對(duì)模具的要求相對(duì)要比對(duì)玻璃模壓成型用模具的要求低一些。非球面模具超精密加工相當(dāng)困難，通常加工都是首先在數(shù)控（nc）機(jī)床上將模具坯件面磨削成近似非球面，然后用范成精磨法逐步提高非球面的面形精度和表面粗糙度，最后再用拋光法加工成所要求的面形精度和表面粗糙度。然而，由于數(shù)控機(jī)床的加工精度較低，在模具加工過(guò)程中還需對(duì)模具反復(fù)地進(jìn)行檢測(cè)和修改，逐步提高模具的精度，因而使模具的成本費(fèi)用提高。為改變這種狀況，現(xiàn)在模具加工改用剛性好、分辨率高的計(jì)算機(jī)數(shù)控（cnc）超精密非球面加工機(jī)床和非球面均勻拋光機(jī)進(jìn)行。首先用計(jì)算機(jī)數(shù)控超精密非球面加工機(jī)床，將模坯加工成面形精度達(dá)±0.1微米的非球面，然后用拋光機(jī)在保持非球面面形精度不變的條件下均勻地進(jìn)行輕拋光，大約拋去0.01微米的厚度，使模具表面的粗糙度得到提高。

下面介紹一種由日本人研究開(kāi)發(fā)的澆口密封成型法高精度塑料光學(xué)透鏡注射成型技術(shù)。

1.澆口密封成型法的原理

澆口密封成型法，是一種向加熱至樹(shù)脂轉(zhuǎn)化溫度以上的金屬模具中注射熔融的樹(shù)脂（注入量應(yīng)是：冷卻結(jié)束后打開(kāi)模具時(shí)的樹(shù)脂的壓力剛好等于大氣的壓力的量）后迅速將澆口密封，等溫度和壓力均勻后，在相對(duì)容積一定、溫度-壓力均勻條件下，緩緩冷卻至樹(shù)脂的熱變形溫度以下后，打開(kāi)模具取出壓型成品的成型方法。

首先，以大約130兆帕的高壓將高溫熔融的樹(shù)脂注射到模具中，在高溫（t1）條件下將澆口密封。密封在模具中的樹(shù)脂壓力在均勻化的過(guò)程中降至30兆帕（此時(shí)的溫度為比樹(shù)脂轉(zhuǎn)化溫度高一些的某一溫度t2）。此時(shí)只要模具單體能夠保持其合模力就不要打開(kāi)模穴，從樹(shù)脂注入開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，就可從壓型機(jī)的合模裝置上將單體模具取下。單體模具經(jīng)過(guò)緩緩冷卻后才能開(kāi)模取出壓型成品。