多家企业联合开发新型CCM工艺 助力薄壁光学元件生产

目前，通过注射成型工艺制造的光学元件已经可以达到最大精度。然而，必要的数量和额外的要求也随之在上升。在照明和汽车工业以及医疗工程中，都需要各种各样的生产技术。在未来，有前途的产品需要大量生产，因而，潜在的生产过程需要非常高效。

Polyoptics、Kleve和KIMW-F公司共同致力于开发一种用于薄壁光学元件的替代生产工艺，命名为“CRoCoMold Project”。连续压缩成型（CCM），是由挤压和熔化压花组成的工艺，迄今为止主要用于从自由流动的聚合物中进行简单的包装，并且提供了巨大的发展潜力。该项目是联邦政府“创新中小企业”项目的一部分，该项目将进一步开发这一过程，使其能够用于精密的光学聚合物，例如：透镜和光学附件。

来自CRoCoMold项目的压缩型镜片（©polyoptics）

该项目的宗旨是从材料特性和必要的过程调节和控制等方面来发展工厂的概念。这意味着它还需要解决聚合物的熔化和成型过程中所需的热量输入。新设计的嵌入式加热系统和模具被用来控制更加严格的公差和更有效的模具通风。在机器方面，设计的改变是为了整合加热和模具的概念。

项目背景

第一步是确定机器和制造的产品和质量要求：为光学工业设计的产品必须不存在缺陷、气孔、流和线、射痕和闪光。来自意大利公司SacmiImola S.C.的CCM机器（类型：CCM 24）最终被选中参与该项目，它可以装上24个模具。

对于新应用，项目合作伙伴决定坚持迄今为止一直在使用的注塑材料，这样就可以避免需要长时间的审批和采购。Polyoptics和KIMW-F考虑了在CCM过程中使用的几种候选材料PC和PMMA，最终选择了有机玻璃为6N、8N、8 h和Altuglas V825T的。

初次尝试

项目合作伙伴在初步试验中与Sacmi进行了密切的合作，以确定不同挤压机的设计是否适合在CCM机器上挤压PMMA材料。这些实际测试证实，PMMA可以由CCM进行处理。

在增强的温度控制系统的帮助下，所有三种PMMA材料都是在不同工艺参数下进行加工的，目的是为现有的模具制造最好的材料。试验表明，喷嘴、切割和运输单元以及模具本身都必须进行优化。

因此，CCM的切割和运输部门在几个阶段被替换。两个组件的控制器都被设定为匹配叶片和运输单元模具的运转。这种协调对于切割、运输、成型和喷射塑料是至关重要的。对CCM机器的技术改进极大地提高了模制的PMMA部件的质量，但是在他们的表面上仍然可以看到切割痕迹。

连续压缩模制

这个项目的下一个阶段是设计和制造5毫米厚的平面镜片的模具。项目合作伙伴用连续压缩成型（CCM）的方法，来生产由PMMA制造的光学透镜，并且测试表明新设计的模具是合适的。

进一步的测试包括改变切割刀片的组成，以确定最佳的参数。这些测试表明，叶片的宏观形状对镜片的表面处理有很大的影响。

为了进一步提高透镜质量，KIMW-F还研究了CCM模具背后的冷却概念。为了达到这个目的，在不同的模具温度下进行了不同的试验，以确定不同概念对表面质量的影响。结果表明，加热模具大大提高了透镜的表面光洁度。通过操纵叶片与含有熔体的模具之间的接触温度，可以进一步提高漆面。

通过GPC分析了零件的质量和工艺可靠性，没有发现PMMA的恶化。这意味着过程控制系统已经准备好扩展到系列生产。

实验对薄、热绝缘CVD涂料进行了研究，指出提高涂层厚度和优化涂层工艺是提高镜片质量的必要条件。

结论

该项目和光学镜片的成功生产，证实了通过CCM处理PMMA的可能性。通过优化零件的质量，并通过各种分析和测量，不断地对其进行监测，证明了它的生产能力。

原文来自kunststoffe，原文题目：Optical Components Made with Utmost Precision Extrusion of Injection Molding Materials，由材料科技在线团队翻译整理。