圧縮成形は、レンズ、プリズム、フィルタ、および光ガイドなどの高精度光学部品のための角質製造プロセスを維持します。 これらのアプリケーションでは、成形部品の表面仕上げは、光学性能、長寿、および全体的な製品品質を直接管理します。 サブミクロンの欠陥でさえ、光を散らすことができ、コントラストを減らし、信号の完全性を劣化させます。 需要は、消費者の光学、医療イメージング、防衛システムにおけるより厳しい公差と下がりのために成長し、表面は、圧縮をコントロールされていない限りではありません。

なぜ表面の終わりは光学性能のために重要なです

映像の質および信号の完全性の影響

光学部品は、正確に制御された表面に屈折、反射、または最小限の損失で光を送信に依存します。 荒さ、気泡性、および傷やピットなどの離散性欠陥は、ストレイライト、ヘイズ、および減変調転送機能(MTF)を引き起こします。 例えば、カメラレンズでは、10nmを超える表面粗さ(Ra)は、顕著なフレアと低シャープさをもたらすことができます。 光ファイバーコネクタでは、低仕上げは、欠陥が、欠陥が低減された表面が、欠陥が、欠陥が要求されるように見えるように見えるように見えます。 欠陥および欠陥が、欠陥が5nm以上の欠陥が、欠陥が、欠陥が要求されると、欠陥が少ない、欠陥が、欠陥が少ないと欠陥が、欠陥が、欠陥が、欠陥が、欠陥が、欠陥が、欠陥が少ないと欠陥が少ないと欠陥が、より少なくなります。

耐久性および環境の抵抗

より滑らかな表面は光学特性を高めるだけでなく、湿気、塵の付着および化学攻撃への抵抗を改善する。荒い表面の顕微鏡の谷は汚染物質をトラップし、腐食を促進し、そして上塗を施してある光学の摩耗を加速できます。自動車ヘッドライトかIRの窓のような屋外のか粗い環境の塗布のために、欠陥なしの終わりは部品寿命を拡張し、維持を減らすことができます。さらに、均一表面は圧力集中を最小にし、熱循環の下で割れるか、またはdelaの危険を下げます。

影響の表面の終わりをしている主要因

素材選定と品質

ポリマーまたはガラスの選択は達成可能な表面の終わりにかなり影響を与えます。光学等級のポリカーボネート、PMMA、およびcycloオレフィンのポリマー(COC/COP)は圧縮の鋳造物で共通です。低い収縮およびよい流れの特性が付いているより高い分子量材料はより忠実に型の表面を複製する傾向があります。不純物、湿気および添加物は分解の仕上げのoutgassing、泡または流れの印を引き起こします。予備乾燥および注意深い材料はガラス プロセスのために必要とされます。粘度が低い鋳造物を移すことは避け、粘度を取除くために避けて下さい。

金型 表面の状態と準備

金型キャビティは、最終的な表面仕上げの最も重要な決定者です。それは、光学品質に研磨されなければなりません。それは、通常、優れた光学のためのRA < 2 nmの表面粗さを達成する。ダイヤモンドの回転、ラップ、研磨は、必要な滑らかさを作成するために使用されます。ダイヤモンドのようなカーボン(DLC)や窒化クロムなどの金型コーティングは、摩擦を低減し、リリースを改善し、ツール寿命を延ばすことができます。任意の傷、ピット、または再研磨は、直接、我々は、金型の加工を防止し、我々は、適切なプロセスを要求する、金型のプロセスを、製造し、生産、金型のプロセスを防止します。

処理変数(温度、圧力、冷却)

温度制御はパラマウントです。金型と充電は、未完成の充填と表面欠陥に耐える温度が低下または粘着を引き起こす可能性があるため、完全なフローを均一に加熱する必要があります。 圧縮圧力は、溶融が金型の質感にどのように適合するかを決定します。 より高い圧力は、再plicationを改善しますが、不均等に適用される場合は、残留応力または歪みを誘発する可能性があります。 冷却率は、半結晶性表面または多層層の層の層層層の層層層に影響します。 必要な温度を切断および複数の層の切断に保つために、必要な温度を切断します。

破壊・後処理の処理

破壊は慎重に実行されていない場合傷、ドラッグマーク、または一部線のフラッシュを導入することができます。 エジェクタピン、ドラフトアングル、およびリリースエージェントは、表面損傷を避けるように設計する必要があります。 リリースエージェントの過剰使用は、しかし、その後のコーティングのヘイズまたは付着を減らす残留物を残すことができます。 解体後、部品は、きれいな手袋や真空ピンセットで処理され、汚染を防ぐ必要があります。 一部の光学部品は、欠陥の除去や欠陥の除去のために、欠陥の欠陥を防止するために、欠陥の欠陥を防止するために、欠陥を防止するために、このようなポスト溶着操作が必要です。

優れた表面仕上げを実現する高度な技術

高精度型研磨とコーティング

最先端の金型表面は、シングルポイントダイヤモンド旋回(SPDT)の組み合わせによって製造され、ピッチ研磨または磁気学的仕上げ(MRF)が続きます。 これらの方法は、鋼、ニッケルリン、またはセラミックスにサブナノメートル粗さを達成することができます。 物理的な蒸気蒸着(PVD)によって適用されるTiAlNまたはAl2O3などの硬質コーティングは、摩耗を抵抗し、粘着を低減する耐久性、低摩擦面を提供することができます。 極端な用途、または超硬性硬化性ダイヤモンドが実現する。 ダイヤモンドは、優れた耐摩耗性を実現し、優れた耐摩耗性を実現しています。

シミュレーションによるプロセス最適化

金型フローシミュレーションソフトウェア(例えば、金型フロー、モルデックス3D、またはカスタムCFD)は、材料がキャビティに流れ、フローマーク、溶接ライン、またはエアトラップなどの表面欠陥が起こるかを予測できます。温度、圧力、せん断速度をモデリングすることにより、エンジニアはゲートの位置を最適化し、ゲート位置を換気し、切断鋼の前の圧縮速度を最適化することができます。これにより、試験とエラーが低減され、複雑な幾何学期を横断した均一な表面仕上げが達成できます。 高度なシミュレーションは、今では、繊維の分布と粗大化を予測します。

金型表面処理

最近の革新には、モールドキャビティ内のプラズマやレーザー治療が含まれているため、基板の表面エネルギーを変更したり、反射防止特性のマイクロテクスチャーを導入したりできます。このような技術は、後処理工程を使わずに機能面を作成できます。例えば、パルスUVレーザーは、成形サイクル中に直接拡散パターンを生成し、金型表面を正確に構造化します。この統合により、高値光学部品に対する処理が低減され、繰り返し性が向上します。

後成形仕上げ方法

最適な圧縮成形であっても、一部のアプリケーションでは追加の仕上げが必要です。 バレル研磨、転倒研磨、または蒸気研磨は、ポリマー表面から最大100nmの微小な粗度を取り除くことができ、5nm未満のラダウンをもたらす。 ガラスまたはセラミックベースの光学、コンピュータ制御研磨(CCP)は、サブ絞り工具で表面形状の誤差の局所補正を可能にします。 もう一つのアプローチは、高品質の反射防止(AR)または硬化面コーティングまたは、または微細加工による欠陥面のコーティングを合わせることも、これらの微細加工を検査を可能にします。

表面仕上げの計測・検証

表面粗さおよび気孔の定量測定はプロセス制御のために不可欠です。接触のprofilometer (スタイル ベース)はRzおよびRtの測定のために共通ですが柔らかいポリマー表面を傷つける危険かもしれません。非接触方法は光学のために好まれます:レーザーのconfocalの顕微鏡検査、白色光の干渉測定(WLI)および原子力マイクロコピー(AFM)は小さい区域上のサブナノメーターの特徴を解決できます。完全な-110aの欠陥の欠陥の欠陥の精密測定のためにまたは欠陥の精密な測定はまたは欠陥の精密な測定を合わせます。

コンテンツ

圧縮成形の表面仕上げは単なる審美的要件ではありません。それは、光学性能、信頼性、製造歩留まりの根本的な決定剤です。材料の選択、研磨金型の準備と維持、加工パラメータの最適化により、メーカーは、サブ10nm荒さと最小限の欠陥を持つコンポーネントを生成できます。ダイヤモンドのバインド金型、プロセスシミュレーション、および金型の加工のインモールド表面工学などの高度な技術は、より達成可能なものの理論をプッシュします。光学システムは、より複雑になり、次の加工技術が重要であり、精密な金型の精密な加工技術は、精密な金型の精密化が要求されます。

表面測定技術に関するさらなる読み方については、【】国立標準技術研究所 表面計測プログラム]を参照してください。 圧縮成形プロセスのガイドラインについては、などの産業リソース ]]などの光学表面粗さ規格は、 [ ISO 10110-8:2010で詳細です。