[实用新型]LED射灯非球面透镜异腔注射压缩热流道模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及通用塑料和工程塑料的注射成型加工模具领域，具体涉及一种LED射灯非球面透镜异腔注射压缩热流道模具。

背景技术

透镜作为LED射灯的主要光形控制器件，不但能会聚光束，而且也能产生发散光束，可以对LED发出的各个角度的光进行有效控制。尤其是LED照明用非球面透镜，在改善成像质量方面效果显著，各种非圆对称光斑的设计更加灵活，使得LED射灯非球面透镜作为配光器件在景观照明、商业照明、工矿照明、家居照明等领域的应用越来越广泛。

LED射灯非球面透镜通常采用光学级塑料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）注射成型加工，透镜的非球面特性使其成型加工要比普通球面透镜困难得多。透镜作为光学级产品，对透光率、面形精度、表面质量、热稳定性、折射率、混浊度、光轴同轴度等都有严格要求。LED射灯非球面透镜的壁厚不均性，使得透镜密度及折射率分布不均，产生残余应力及双折射现象，难以保证透镜的面形精度和光学均一性。

LED射灯非球面透镜质量受诸多因素影响，注射成型制品的体积收缩不均、翘曲变形及残余应力大等质量缺陷，尤其与注射成型工艺中的保压状态有关。注射成型是以保压方式防止制品的收缩，保压压力小则使补缩不足，保压压力大则浇口附近的分子取向严重，形成残余应力，导致制品变形而影响精度。透镜注射成型的残余应力大且分布范围宽，双折射值大且分布不均匀，注射成型的收缩和双折射影响透镜的面形精度和成像效果。

注射压缩热流道成型加工的LED射灯非球面透镜，在注射阶段模具型腔没有完全闭合，需要的注射压力较低，有利于减小熔体间的剪切作用和大分子取向程度；在压缩阶段对型腔熔体进一步施压，压力在型腔内的分布非常均匀。同时，通过主流道热咀对浇注系统熔料状态有效控制，能量损失少，减少凝料，材料利用效率高，成型加工周期短。

LED射灯非球面透镜采用注射压缩热流道模具获得，可以降低透镜的残余应力与翘曲变形，改善透镜的翘曲率、透光率和折射率，节能降耗。由于不同透镜的曲面形状结构千变万化，因此需要针对LED射灯非球面透镜，设计结构更加紧凑、压缩机构稳定性好、成型精度和效率更高的注射压缩热流道模具，满足不同透镜的成型精度和光学性能要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种LED射灯非球面透镜异腔注射压缩热流道模具，解决或减少LED射灯非球面透镜注射成型加工存在的体积收缩不均、翘曲变形及残余应力大、折射率分布不均、双折射现象等面形精度和光学均一性问题，提高注射压缩模具压缩机构的结构合理性与运动稳定性，实现节能降耗与多构型透镜异腔成型加工。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。LED射灯非球面透镜异腔注射压缩热流道模具由模架、浇注系统、导向机构、脱模机构、加热系统、压缩机构和换向机构组成，通过压缩机构的限位弹簧和限位杆作用，使得动模板与压缩板之间保持一定的压缩距离，定模仁与动模仁相互接触，动模仁镶件在透镜型腔中保留一定的压缩行程，注塑机向型腔注射熔料完成低压填充；通过注塑机的锁模力将压缩板推向动模板的底面，使得动模仁镶件向各自透镜的型腔局部施压完成精密成型。浇注系统的主流道采用热流道，即把采用主流道热咀结构，使主流道内熔料始终保持熔融状态，再通过冷流道与冷浇口把熔料输送到透镜型腔，从而完成LED射灯非球面透镜异腔注射压缩热流道成型加工。

所述LED射灯非球面透镜具有结构对称性，对透光率、折射率的均匀性、混浊度等要求严格，透镜材料采用光学级PMMA、PC，具有很好的透光性和力学性能，尺寸稳定性好，流动性较差，收缩率偏大，可以满足LED射灯非球面透镜成型精度和光学性能要求。

所述LED射灯非球面透镜的注射压缩成型方法采用全面压缩式，利用注塑机提供的锁模力实现合模与压缩两个功能要求，压缩板在动模板与垫块之间，并与垫块和动模座板用螺钉刚性连接及与动模板通过限位弹簧柔性连接，动模仁镶件通过螺钉连接安装在压缩板上。压缩板与动模板的底面保持一定间隙，其间隙大小由压缩距离通过限位杆及限位螺钉实现。模具闭合后利用锁模力将压缩板推向动模板的底面，模具开启时利用限位弹簧和限位杆实现压缩板与动模板的分离，从而通过压缩机构实现对透镜型腔的压缩及压缩力的控制。

所述LED射灯非球面透镜的热流道方法采用热咀结构，主流道用热咀代替注射模具的主流道衬套，熔料经过热咀的加热与保温进入分流道。浇注系统采用一模异腔的形式，分流道形状为S型，通过换向机构控制熔体流向不同构型的透镜型腔，分流道截面形状选择U形，在分型面上开设扇形浇口，实现浇注系统的热流道与冷流道共存。