AR/VR眼镜塑胶镜片注塑成型的基本流程

AR/VR眼镜光学元件中，不易碎裂和轻巧的塑料是重要的光学原材料之一。塑料光学元件的注塑要求精密度很高，成型是塑料镜片制造中重要的一步，成型件的精度一部分取决于产品形状设计和模具，另一部分取决于成型过程中的参数调节。镜片成型设备一般采用螺杆式注塑机，本文主要介绍注塑成型流程及AR/VR镜片注塑机供应商。

注塑成型基本流程包括原料处理、合模、注射、V/P转换、保压、冷却、开模、制品取出、剪切、检测等步骤。

1. 塑料原材料干燥

塑料原材料是需要干燥后才能进入注塑流程的，如下图Zeonex的说明所列，需要通过预先干燥4-10小时去除溶解的空气中的水分以防止成品颜色灰暗，产生碳化物及空隙。

2. 注塑氮气保护

进行注塑成型的时候，要进行氮气保护以防止出现碳化，烧焦，变色等情况。

3.合模

模具闭合，模具的可动侧由注塑机带动和固定侧锁闭。注塑成型机的锁闭机构，控制机构，模具机座结构都会对塑胶镜片的制造精度产生影响。

4.注射，V/P转换及保压

料筒中的塑料颗粒进入螺杆，螺杆旋转把所料颗粒前送，随着塑料颗粒经过加热段，逐渐变成熔融态，被推入最前射出段，整个螺杆前送，推送最前端的塑料进入模具（此时料筒停止供料），而后螺杆后退，螺杆旋转准备再次送料。这个步骤看起来简单，但是其实包含了几个分解步骤，而且也是成型参数中最重要的部分。其中有注射阶段，V/P转换阶段和保压阶段。一般使用压力，速度曲线来描述这一过程。同时，成型机上对于不同的步骤都可以进行分别的设置。

注射

注射过程指的是螺杆前推把熔融塑料推入模具的过程，该过程不是以一个固定速度进行的，而是分几个步骤，在不同阶段使用不同的注射速度完成对模具型腔的填充。

V/P转换（Velocity/Pressure Switch）

前面的注塑流程上主要负责把塑料注入模具型腔，填充满。在这个过程中，螺杆的运动主要是通过控制前进速度来完成，当模具型腔快要填满时，就需要开始控制型腔内塑料的压力，要防止压力太大造成飞边，内应力过高等问题。这时，螺杆的运动就由流动速率控制转换到压力控制，这个转化点被称为保压切换控制点，既V/P转换点。切换方式一般有三种，为压力切换，时间切换和位置切换。压力切换就是当机器检测到射出压力达到设定压力时，转换为压力传感器控制螺杆运动；位置切换为当螺杆运动到某一设定位置时，转换为压力控制传感器控制螺杆运动；时间切换为当注射开始一段特定的时间后，转换为压力控制传感器控制螺杆运动。

保压

V/P转换后，螺杆会通过继续前移，填充满模具并达到一个设定的保压压力。

5.冷却

产品在模具中冷却，直至达到设计的冷却时间。冷却时间是决定注塑生产效率的重要参数。

6.开模，制品顶出及取出

模具打开，制品被顶出，然后被机械臂取出。模具合模进行下一次注塑。

7.剪切

被机械臂取出的多穴镜片会放置在剪切机上，由热刀和流道分离，并自动化装盘。

8.烘烤

镜片剪切装入镜片托盘后，为了进一步降低内应力，优化镜片的性能（MTF及信赖性），会进行烘烤。烘烤的实现主要是把镜片放置入特定温度的烤箱中一定时间自然冷却或者控制温度逐渐降低退火。比如放置入75℃-95℃的烤箱中3-5小时，然后自然冷却。

9.成型后的检测

成型后剪切下来的镜片会进行各种参数的测定，其中包括面型，偏心，应力双折射，透过率，外观等。

注塑机供应厂家

住友

Sumitomo (SHI) Demag塑料机械有限公司是全球最大的塑料加工注塑机制造商之一。隶属于住友重机械的塑胶机械事业部1980年开始销售自主开发机型SG系列，1990年开始销售全电动注塑机SE系列，在行业内的地位也日益提升。2008年通过收购德国DEMAG公司，在欧洲增设销售据点。

住友重机械推出的全电动注塑机SE-EV-A系列光学专用机，搭载了卓越的机械性能从而实现高精度成型，同时配套光学专用螺杆组件从而支持VR/AR镜头的稳定成型。SE-EV-A系列已经活跃在世界各地的光学成型领域。

● 特点1：高精度

模板支撑装置、无衬套拉杆，防止可动侧模板的倾斜；

高精度喷嘴接触结构，防止固定侧模板的倾斜。

● 特点2：稳定性

直驱结构，优异的低速射出控制特性。

● 特点3：减少不良

镜片专用螺杆组件，最适合光学成型的设计。光学规格凭借高混炼形状(副螺纹)，可预防空气进入、熔融不充分等问题，并能够防止黑点、白点、气泡和银条等不良现象。在COP和PMMA镜片的成型中非常有效。

发那科

Fanuc发那科，是一间提供如机器人和电脑数控机床等自动化产品服务的公司，主要由日本“发那科公司”（日语：ファナック株式会社 Fanakku Kabushikigaisha）、美国密歇根州罗切斯特山的“美国发那科公司”以及卢森堡的“欧洲发那科公司”组成。 发那科是世界上最大的工业机器人制造商之一，公司名称是富士自动化数控（Fuji Automatic Numerical Control）的英文缩写。最早期的发那科公司是富士通开发的早期数字控制和伺服系统公司的一部分。

发那科全新一代精密电动注塑机ROBOSHOT α-SiB专为光学产品的注塑成型搭载，可用于AR/VR镜片注塑。

● 配备21.5寸电容屏，操作更简便

● 通过AI模具保护功能保护高精度模具

● 标准化的精密锁模力控制，实现更高稳定性的注塑成型

● 高精度的压力控制，保证光学产品的高面精度

来源：超光/住友/发那科/艾邦智造

审核编辑：汤梓红