微结构光学元件注射成型工艺实验研究

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1、硕士学位论文微结构光学元件注射成型工艺实验研究EXPERIMENTALSTUDYDURINGINJECTIONMOLDINGPROCESSOFOPTICALELEMENTSWITHMICROSTRUCTURES唐群瑞哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH162+.1学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文微结构光学元件注射成型工艺实验研究硕士研究生：唐群瑞导师：赵清亮教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：

2、哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH740.6/O439U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEXPERIMENTALSTUDYDURINGINJECTIONMOLDINGPROCESSOFOPTICALELEMENTSWITHMICROSTRUCTURESCandidate：TangQunruiSupervisor：Prof.ZhaoQingliangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngine

3、eringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要微结构表面由于其具有的某一功能特点，得到广泛应用，成为加工领域新的研究热点。微结构表面的加工方式十分多样化，相比于机械加工技术，复

4、制加工技术尤其是注射成型技术具有高效率、低成本的优点，并且能够处理复杂结构表面，得到广大研究学者的关注。目前微结构光学元件的注射成型中，微尺度效应的存在，使得熔体的流动和填充较之传统注塑更加复杂，并且严重影响了微结构的复制。本文设计了一套V型表面微结构光学元件注射成型模具，通过仿真实验和工艺加工实验研究工艺参数对不同尺寸微结构复制的影响，并将声发射技术引入到注射成型在线监测过程中，分析工艺参数对于声发射信号的影响。首先，本文设计了一套微结构光学元件注射成型模具，能够实现微结构的可替换，并且完成了模具的加工和装

5、配尤其是微结构型芯的加工。然后利用Moldflow软件研究工艺参数对于PMMA和COC两种光学材料微结构光学元件微结构处翘曲变形的影响，得到的结果表明熔体温度和保压压力是影响PMMA和COC微结构处翘曲变形的主要因素。接下来利用调试好的微结构光学元件注射模具进行工艺实验。研究注射速度、注射压力、保压压力、模具温度和熔体温度对于PMMA微结构复制度的影响，先后完成了PMMA和COC两种材料的四因素正交工艺实验，研究微结构尺寸减少时工艺参数的影响有何变化。最后利用二次透镜的注塑模具和微结构元件成型模具进行注射过程

6、声发射技术工艺实验，探索工艺参数对于声发射信号的影响，并实现了注射成型缺陷的在线监测。关键词：微结构光学元件；注射成型；Moldflow；工艺参数；声发射技术-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThesurfacewithmicrostructureswhichismoreandmorewidelyusedhasbecomeanewhotspotinprocessingareasbecauseofitsstructuralcharacteristicsandcertainfunctions.T

7、herearemanyprocessingmethodsforthesurfacewithmicrostructures.Incomparisontothemechanicalprocessingtechnology,replicationprocessingtechnologyespeciallytheinjectionmoldingtechnologyhasthehigherefficiencyandlowercostanditcanhandletheprocessingofsomecomplexstru

8、ctureswhichattractsattentionofmostresearchers.Themicroscaleeffectmakesthefillingandflowofthemeltmorecomplex,andseriouslyaffectsthereplicationofthemicrostructures.ThisthesisdesignstheinjectionmoldforaV-