塑料透镜的成型与其它塑料角码的成型相比,困难很多。从透镜的本质来看,根据不同用途,有很大的厚度差,在成型时,例如采用生产率很高的注射成型法,注射完毕时,
冷却产生的收缩不固定,厚度大的部位容易产生局部收缩。因此,特别是大直径、大厚度
的透镜,其形状与设计值偏差很大,大多不宜作为透镜使用。在一般条件下,以注射成型
法制造的凸透镜(直径150mm、中心厚30mm、周边厚3mm),其最大误差有的可达500μm。这种注射成型法是在塑料角码熔化区附加高压的成型方法,高温熔融树脂注入型腔后,在
-模具内树脂凝固的同时,体积也在收缩。此时,型腔内压力减弱,这是引起收缩不均匀的
原因,因此产生上述的局部收缩,从而降低了形状精度。解决这个问题的办法是,改进进料口形状的保压工艺,从进料口连续补充新的高温熔融树脂,在某种程度上可以提高形状精度。但使用这种方法,靠近进料口的部位容易造成残余变形和折射率畸变,这种缺陷在大直径、大厚‘度透镜上尤为明显。就是说,注射成型透镜时,在成型过程中附加在透镜上的压力在进料口附近很高,距进料口远的部位由于压力损耗而减弱,这是在光学均匀性和形状精度上容易产生问题的另一个原因。塑料透镜的关键技术在于掌握超精密成型技术和超精密非球面模具加工技术,前者是为了提高塑料透镜的形状精度,后者是为了有效利用塑料角码易于制造非球面透镜的特长。
为了解决上述问题,制成不变形的高形状精度透镜,采用一种在整个成形件上附加压
力的压缩成型法,这种方法比进料口附近易于集中局部压力的注射成型法好得多。但是,
压缩成型法的生产率远远低于注射成型法。
另外,考虑了一种取压缩成型法之长、补注射成型法之短的注射压缩成型法。该法可
以控制从树脂流动温度区到软化温度区的宽范围的型腔内压,抑制局部收缩,预期可获得
近似于模具精度的制品。
就是说,根据预测的树脂收缩量,将定模和动模错开一段距离,以扩大型腔内部容
积,然后注射树脂,进料口封闭后立即将动模向定模方向压紧,提高型腔内压,遂即成
型。此时的型腔内部压力分布较匀,以相等的压力附加在整个成型品上,因此形状精度好,也不易产生局部残余变形,适用于成型透镜一类要求高均匀性光学零件。但是,为了
获良好的形状精度,如后文将要谈到的,在冷却过程中随着树脂温度的下降,使附加压力
逐渐减弱,必须控制其体积保持不变。
再者,这种注射压缩成型法的另一个特点是,可以解决一般注射成型法在成型大件
透镜时,由于从进料口注射的方向和与其垂直的方向上的收缩率不同,容易使其旋转对称
性的差异问题。