菲涅尔透镜的制造方法、所用射出成型模具装置及制得的菲涅尔透镜制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种菲涅尔透镜的制造方法、所用射出成型模具装置及制得的菲涅尔透镜。该制造方法包括：快速加热步骤、射出步骤、转印步骤以及快速降温成型步骤。该快速加热步骤包括对菲涅尔透镜射出成型模具装置内的至少一模具水路注入高热流体以进行快速加热到热塑性塑料材料可流动的温度。该快速降温成型步骤为对该射出成型模具装置内的模具水路注入低温流体以快速冷却该模腔内的液态热塑性材料并使其冷却凝固，形成菲涅尔透镜。通过模具水路能够使射出成型模具装置均匀快速升温与降温，避免塑料材料局部冷却固化，从而提升菲涅尔透镜的光学质量。

Manufacturing method of Fresnel lens, injection moulding device used and Fresnel lens made

The invention discloses a manufacturing method of Fresnel lens, a injection moulding device used and a Fresnel lens made. The manufacturing method includes: rapid heating step, injection step, transfer step and rapid cooling forming step. The rapid heating step includes injecting a high-temperature fluid into at least one die waterway in the Fresnel lens injection molding die device for rapid heating to the flowable temperature of the thermoplastic material. The rapid cooling forming step is to inject cryogenic fluid into the die waterway in the injection molding die device to rapidly cool the liquid thermoplastic material in the die cavity and solidify it to form a Fresnel lens. The injection moulding device can be heated and cooled uniformly and rapidly through the water channel of the mould, thus avoiding the local cooling and solidification of the plastic material, thus improving the optical quality of Fresnel lens.

【技术实现步骤摘要】
菲涅尔透镜的制造方法、所用射出成型模具装置及制得的菲涅尔透镜
本专利技术涉及一种菲涅尔透镜的制造方法、所用射出成型模具装置及制得的菲涅尔透镜，特别涉及一种菲涅尔透镜的制造方法、制造时所用的射出成型模具装置以及制得的菲涅尔透镜。
技术介绍
菲涅尔透镜又称螺纹透镜，其光学特性的特点是焦距短，且比一般透镜更为省料且更为轻巧。相较于更早期的透镜设计，菲涅尔透镜更薄，因此可以传递更多光量，因此，光源透过菲涅尔透镜折射之后，能更有效地将光线射向远方。菲涅尔透镜广泛地应于灯塔投射导航灯、投影片投影机的镜头、背投影显示器的屏幕、以及汽车前灯上，可谓用途最为广泛的透镜。现今大多数光学透镜以射出成型的方法配合模具制成，传统的菲涅尔透镜亦主要通过该方法来生产，一般而言，菲涅尔透镜是通过一射出成型模具机将热塑性塑料进行加工成型。然而，现有的菲涅尔透镜模具，因模具升温慢，模具各部位的温度高低不均，导致热塑性塑料在模具模腔内流动的速度快慢不一，因而成形周期过长，导致注塑过程中容易在菲涅尔透镜的表面产生缺陷流痕、气纹，最终令菲涅尔透镜的表面无法达到充分高光镜面的效果。此外，由于模具各部位在加工时的温度不均，温度较低的塑料材料先行冷却成形，导致菲涅尔透镜的尖锐部位产生充填不足的短射(ShortShot)缺陷，而这类含短射缺陷的菲涅尔透镜内部亦伴随应力集结的问题，进而影响光学成像，严重影响菲涅尔透镜的品质量。请参照图18，图18为上述具有短射缺陷的传统菲涅尔透镜90，在其截面的锯齿部的尖端91及相邻锯齿部间的凹沟92均因塑料材料填充不足而在15倍光学放大倍率的电子显微镜下已呈现圆角钝状，而不是理想的尖锐状。截至目前为止，业界尚未通过任何加工方法制造出具有在超过15倍光学放大倍率的电子显微镜下仍呈现尖锐状的菲涅尔透镜的锯齿部及凹沟。
技术实现思路
本专利技术人有鉴于现有制造菲涅尔透镜的射出成型模具机及加工方式在射出成型过程中因模具各部位冷热不均造成其模腔局部填充不足，造成菲涅尔透镜成品的锯齿部尖锐度不足而影响光学质量等缺点，改良其不足与缺失，进而创作出一种的菲涅尔透镜的制造方法、制造时所用的射出成型模具装置以及制得的菲涅尔透镜。本专利技术主要目的在于提供一种菲涅尔透镜的制造方法、所用射出成型模具装置及制得的菲涅尔透镜。该制造方法是通过对热塑性塑料材料进行急冷急热的处理步骤而令塑料材料能充分地填充到模具中的凹穴中，藉以使制造出的菲涅尔透镜在锯齿部的尖端上和凹沟中产生足够锐利的结构，并使菲涅尔透镜的表面具有高光镜面的效果，从而提升菲涅尔透镜的光学质量。为达上述目的，本专利技术的利用急冷急热模仁的菲涅尔透镜的制造方法包括以下步骤：一快速加热步骤，对菲涅尔透镜射出成型模具装置内的至少一模具水路注入高热流体以进行快速加热到热塑性塑料材料可流动的温度；一射出步骤，向该菲涅尔透镜射出成型模具装置内一模腔中注入液态热塑性塑料材料；一转印步骤，用至少一对模仁向该模腔内的液态热塑性塑料材料加压，以使该热塑性塑料材料产生菲涅尔透镜结构；以及一快速降温成型步骤，改以对该菲涅尔透镜射出成型模具装置内的模具水路注入低温流体以快速冷却该模腔内的液态热塑性材料并使其冷却凝固，形成菲涅尔透镜。本专利技术菲涅尔透镜射出成型模具装置及相关的制造方法采用了第一模具水路及第二模具水路来供热蒸气、热水或是冷水注入其中，从而快速且均匀地加热或冷却该母模具及公模具，此使得模腔内的可塑性材料各部位的温度快速、均匀且一致地升降，避免注塑过程时间过长而导致菲涅尔透镜的表面产生缺陷流痕、气纹，此外，均匀的温控可避免热塑性塑料材料部分先行冷却固化而造成短射现象，因此可提升菲涅尔透镜尖锐部位的锐利度，从而提升菲涅尔透镜的光学质量。在本专利技术的一实施例中，前述模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一母模具中的第一模具水路。在本专利技术的一实施例中，前述模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一公模具中的第二模具水路。在本专利技术的一实施例中，前述模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一母模具中的第一模具水路以及一公模具中的第二模具水路。在本专利技术的一实施例中，在前述快速加热步骤中，是通过一急冷急热模具温度控制机来对该模具水路输入高热水蒸气来进行急热的。在本专利技术的一实施例中，在前述快速降温成型步骤中，是通过一急冷急热模具温度控制机来对该模具水路输入低温水来进行急冷的。在本专利技术的一实施例中，在前述射出步骤中，是通过一塑料注塑机向该菲涅尔透镜射出成型模具装置中注射塑料的。本专利技术另一目的在于提供一种适用前述制造方法的菲涅尔透镜射出成型模具装置，其包括：一母模具，其上形成有至少一第一组装槽，且在该母模具中形成有一第一模具水路，在该母模具的一面上形成有与该第一组装槽连通的第一模穴；一公模具，与该母模具相互连接，可相对该母模具移动以紧靠或远离该母模具，在该公模具上形成有至少一与对应第一组装槽相对准匹配的第二组装槽，在该公模具的一面上形成有与该第二组装槽连通的第二模穴，该第二模穴与该第一模穴共同组成一模腔；至少一母模仁，分别设置在对应的第一组装槽中；以及至少一公模仁，分别设置在对应的第二组装槽之中，且与该母模仁相匹配。在本专利技术的一实施例中，前述公模具中形成有一第二模具水路。在本专利技术的一实施例中，前述第一模具水路以及该第二模具水路呈现十字交叉状。在本专利技术的一实施例中，前述母模具具有一母模衬块以及一母模外框，至少一该第一组装槽、该第一模具水路以及该第一模穴形成在该母模衬块中，该母模外框为中空状且套设在该母模衬块上。在本专利技术的一实施例中，前述公模具具有一公模衬块以及一公模外框，至少一该第二组装槽、该第二模具水路以及该第二模穴形成在该公模衬块中，该公模外框为中空状且套设在该公模衬块上。在本专利技术的一实施例中，前述第一组装槽为多个，母模仁为多个；该第一模穴具有一第一主塑料流道以及多个第一分支塑料流道，多个该第一分支塑料流道自该第一主塑料流道向外延伸并且分别与多个该第一组装槽相互连通。在本专利技术的一实施例中，前述第二组装槽为多个，公模仁为多个；该第二模穴具有一第二主塑料流道以及多个第二分支塑料流道，该第二主塑料流道对应该第一主塑料流道，多个该第二分支塑料流道分别对应多个该第一分支塑料流道，且自该第二主塑料流道向外延伸并且分别与多个该第二组装槽相互连通。在本专利技术的一实施例中，前述第一模具水路的二相对顶点为二第一汇流点，各第一汇流点上形成一第一主分支通路，该第一主分支通路延伸到该母模衬块之外。在本专利技术的一实施例中，前述第一模具水路的各第一汇流点上形成二第一副分支通路，该两第一副分支通路延伸到该母模衬块之外。在本专利技术的一实施例中，前述第二模具水路的二相对顶点为二第二汇流点，各第二汇流点上形成一第二主分支通路，该第二主分支通路延伸到该公模衬块之外。在本专利技术的一实施例中，前述第二模具水路的各第二汇流点上形成二第二副分支通路，该两第二副分支通路延伸到该公模衬块之外。在本专利技术的一实施例中，前述母模仁的一内侧面上形成有一第一菲涅尔结构旋转面，该公模仁的一内侧面上形成有一第二菲涅尔结构旋转面。在本专利技术的一实施例中，前述母模仁内部形成有一第一模仁水路。在本专利技术的一实施例中，前述公模仁内部形成有一第二模仁水路。在本专利技术的一实施例中，前述母模仁的第一模仁水路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，包括：一快速加热步骤，对菲涅尔透镜射出成型模具装置内的至少一模具水路注入高热流体以进行快速加热到热塑性塑料材料可流动的温度；一射出步骤，向该菲涅尔透镜射出成型模具装置内一模腔中注入液态热塑性塑料材料；一转印步骤，用至少一对模仁向该模腔内的液态热塑性塑料材料加压，以使该热塑性塑料材料产生菲涅尔透镜结构；以及一快速降温成型步骤，改以对该菲涅尔透镜射出成型模具装置内的模仁水路注入低温流体以快速冷却该模腔内的液态热塑性材料并使其冷却凝固，形成菲涅尔透镜。

【技术特征摘要】
1.一种菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，包括：一快速加热步骤，对菲涅尔透镜射出成型模具装置内的至少一模具水路注入高热流体以进行快速加热到热塑性塑料材料可流动的温度；一射出步骤，向该菲涅尔透镜射出成型模具装置内一模腔中注入液态热塑性塑料材料；一转印步骤，用至少一对模仁向该模腔内的液态热塑性塑料材料加压，以使该热塑性塑料材料产生菲涅尔透镜结构；以及一快速降温成型步骤，改以对该菲涅尔透镜射出成型模具装置内的模仁水路注入低温流体以快速冷却该模腔内的液态热塑性材料并使其冷却凝固，形成菲涅尔透镜。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一母模具中的第一模具水路。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一公模具中的第二模具水路。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该模具水路是指该菲涅尔透镜射出成型模具装置中的一母模具中的第一模具水路以及一公模具中的第二模具水路。5.如权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其特征在于，在该快速加热步骤中，是通过一急冷急热模具温度控制机来对该模具水路输入高热水蒸气来进行急热的。6.如权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其特征在于，在该快速降温成型步骤中，是通过一急冷急热模具温度控制机来对该模具水路输入低温水来进行急冷的。7.如权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其特征在于，在该射出步骤中，是通过一塑料注塑机向该菲涅尔透镜射出成型模具装置中注射塑料的。8.一种适用如权利要求1所述的制造方法的菲涅尔透镜射出成型模具装置，其特征在于，包括：一母模具，其上形成有至少一第一组装槽，且在该母模具中形成有一第一模具水路，在该母模具的一面上形成有与该第一组装槽连通的第一模穴；一公模具，与该母模具相互连接，可相对该母模具移动以紧靠或远离该母模具，在该公模具上形成有至少一与对应第一组装槽相对准匹配的第二组装槽，在该公模具的一面上形成有与该第二组装槽连通的第二模穴，该第二模穴与该第一模穴共同组成一模腔；至少一母模仁，分别设置在对应的第一组装槽中；以及至少一公模仁，分别设置在对应的第二组装槽之中，且与该母模仁相匹配。9.如权利要求8所述的射出成型模具装置，其特征在于，该公模具中形成有一第二模具水路。10.如权利要求9所述的射出成型模具装置，其特征在于，该第一模具水路以及该第二模具水路呈现十字交叉状。11.如权利要求9所述的射出成型模具装置，其特征在于，该母模具具有一母模衬块以及一母模外框，至少一该第一组装槽、该第一模具水路以及该第一模穴形成在该母模衬块中，该母模外框为中空状且套设在该母模衬块上。12.如权利要求9所述的射出成型模具装置，其特征在于，该公模具具有一公模衬块以及一公模外框，至少一该第二组装槽、该第二模具水路以及该第二模穴形成在该公模衬块中，该公模外框为中空状且套设在该公模衬块上。13.如权利要求9所述的射出成型模具装置，其特征在于，该第一组装槽为多个，母模仁为多个；该第一模穴具有一第一主塑料流道以及多个第一分支塑料流道，多个该第一分支塑料流道自该第一主塑料流道向外延伸并且分别与多个该第一组装槽相互连通。14.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：游鸿文，
申请(专利权)人：双莹科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71