Вплив товщини стінки оптичних лінз на стабільність виробничого процесу

Анотація

У статті порівнюється стабільність процесу виробництва пластикових оптичних лінз, виготовлених методом лиття під тиском. Крім того, вона оцінює ефекти, викликані використанням дуже товстих і дуже тонких стінок у пластикових оптичних лінзах. Ми поділяємо сам процес ін’єкційного лиття на три основні етапи. Перший – це вливання пластику в саму форму (наповнення). Під час цієї фази заповнюється 95–99 % об’єму порожнини. Другою фазою є так званий посттиск, при якому заповнюється решта порожнини, і деталь досягає стабільності розмірів. Останній етап називається охолодженням. Під час останньої фази елемент застигає і стає розмірно стабільним при нижчих температурах. У своїй роботі ми порівнювали лінзи, які відрізнялися лише максимальною товщиною стінки. У дослідах моделювали умови зміни тиску та швидкості нагнітання. Під час ін’єкційного лиття можуть відбутися незначні зміни параметрів ін’єкції через випадкові зовнішні впливи. Ці впливи включають зміну температури навколишнього середовища, коливання напруги в електричній системі, вібрації машини, неповну однорідність використовуваного матеріалу тощо. За основу були використані загальні параметри процесу, які організація використовує за замовчуванням. В експериментах ми змінювали посттиск і тиск упорскування на 102 %, 105 %, 98 % і 95 %. За результатами оцінюється частка бракованої продукції (брухту), що з’являлася після кожної зміни параметрів виробництва.

Можна сказати, що нам вдалося довести зв’язок між товщиною стінки лінзи і стабільністю процесу. Хоча для товстостінних лінз очікується більший загальний обсяг відходів, знання про стабільність процесу у виробництві лінз ще не зафіксовано, незважаючи на те, що це є важливим показником для планування виробництва. Знаючи, що ми можемо очікувати нижчої стабільності процесу на основі конструкції для цих типів елементів, ми можемо вжити заходів, щоб усунути цей ризик і таким чином зменшити загальну кількість браку та інші негативні впливи на виробництво.

Модифікації форми також можуть досягти певного поліпшення цього стану. Першим кроком є розширення поперечного перерізу затвора вхідного каналу. Через цей поперечний переріз в порожнину передається тиск. Його збільшення забезпечує більш рівномірний розподіл тиску у всьому об’ємі деталі. Інший спосіб полегшити виробництво – гарантувати оптимальне охолодження порожнини. Ми можемо досягти цього, розташувавши порожнину подалі від системи гарячих каналів, щоб охолодження могло бути рівномірно розподілене по кожній стороні деталі. Останній спосіб вирішити проблему руйнування – створити зустрічну деформацію в кристалізаторі. Тобто розширити порожнину, щоб лінза опустилася в потрібну форму.

Ці заходи можуть передбачати превентивне налагодження прес-форми для декількох пресів у разі, якщо прес потрібно змінити, і бажано розміщення таких елементів на новіших машинах для лиття під тиском, де параметри менш схильні до коливань, і уникнення переміщення таких форм до пресів, для яких вони не були призначені. Метою роботи є доведення залежності між товщиною оптичної лінзи та стабільністю процесу лиття. Хоча відсоток відходів, час циклу та інші параметри враховуються та визначаються кількісно на етапі проєктування оптичної лінзи, стабільність процесу ще не визначена кількісно. Якщо ми доведемо залежності між вищезгаданими явищами, це дозволить точніше спрогнозувати стабільність процесу нових конструкцій лінз.