塑料非球面光学镜片注塑成型数值模拟与工艺优化

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1、中文摘要注射成型是热塑性塑料和一部分热固性塑料最主要的成型加工方法。由于材料本身的特性以及复杂的加工条件，非球面光学镜片注射成型过程相当复杂。长期以来，塑料注射成型过程的控制和模具设计与制造主要依赖工艺人员和设计人员的经验和技巧，设计的合理性只能通过试模才能知道，制造的缺陷主要靠修模来纠正，致使模具及塑料产品的设计与制造周期长、成本高、档次低。随着新材料和新成型方法的不断出现，问题更加突出。通过moldflow模流分析软件可以对该过程进行数值模拟，预测制品的结构和性能，可以在设计阶段及时发现问题并加以解决。

2、本文的工作是通过Moldflow模流分析软件对非球面镜片的注射成型数值模拟，从而对其加工过程进行预测。现在的MoldflowplasticsInsight软件有三种划分网格的形式：中面模型技术，表面模型技术和三维实体模型技术，每一种网格划分形式都有其缺点和优点。此课题研究主要用用表面模型技术来模拟非球面光学镜片的填充、保压和翘曲情况。通过分析结果，得知预设的工艺参数基本是可行的，在此基础上对镜片的应力翘曲进行了模拟，得到了使镜片产生翘曲变形的最大因素是收缩不均匀。为减小镜片的不均匀变形，我们以正交试验设计方

3、法和数值模拟相结合的方法对五个重要的工艺参数进行了优化。结果显示，通过改变其注塑工艺参数可以改善镜片的翘曲程度。最后通过实验的结果对非球面光学镜片注射成型过程数值模拟的结果进行比较，验证了在CAE模流分析软件可以用来优化注塑成型工艺参数。关键词：非球面塑料镜片，Moldflow,注射成型，工艺参数，正交分析法AbstractInjectionmoldingisthemostlyusedprocessingtechnologyforallthermoplasticmaterialsandpartoftherm

4、osetmaterials．Theprocessofopticalplasticlensinjectionmoldingisquitecomplicatedbecauseofthecharacterofthematerialitselfandthecomplexityofprocessingconditions．Foralongtime，thecontroloftheinjectionmoldingprocessandthedesignofthemoldmainlydepended011theexperie

5、nceofthedesigners，andthereasonabilityofthedesigncanonlybeverifiedbytrialandelTOLThecyclewasquitelongandthecostwashuge．ByMoldflowsoftware，theprocesscadbesimulatednumericallySOthatthestructureandthepropertyofthepartcanbepredictedandthepossibleproblemscanbefo

6、undatthedesignstage．Inthiswork，thesimulation-for。theasphericplasticlensoftheinjectionmoldingprocess,weretestedandtheirpredictionswerevalidatedwithMoldflowplasticsInsight．MoldflowplasticsInsightcurrentlyusesthreedifferentstypesofmeshtorepresentthegeometryof

7、aplasticpartforanalysis．Thesethreemeshtypesalemidplaneelem．ents(2．5D)，Dual’DomainTMelements(modified2．5D)andthreedimensional(3D)elements．Eachtypeofmeshhasitsownadvantagesandlimitations．ThepurposeofthisstudywastOevalwatethefilling，packingandwarpagesimulatio

8、nresultsforasphericplasticlensusingDualDomainTMmeshingtechnique．Throughanalyzingtheresultsofadvancesimulation,wecandrawaconclusionthattentativeprocessparameters，arefeasible．BaseOfftheseprocessparameters，warpd