Изготовление пластиковых линз для оптики

[Олька]

Добрый вечер, коллеги!
Я хочу узнать по подробнее об изготовлении пластиковых линз для оптики (не для очков), путем литья под давлением. Какое оборудование, материал. Какой материал применяется для изготовления пресс-форм? Вплоть до того, какое помещение должно быть, для производства таких изделий?!
Мы давно как то лили линзы, за которыми располагались светодиоды (для большего рассеивания светового потока) на приборной панели. Материал не помню какой, а вот требования были такие: чтобы не было пузырей и облоя. Но это малость не то. Здесь хотца узнать о линзах которые увеличивают предмет (на пример).
Может кто нибудь сталкивался с таким производством?

[Sandy]

Мы в свое время рассматривали аналогичный вариант (правда до производства дело не дошло). Материал был РММА - у него лучшие оптические свойства среди прозрачных пластмасс, очень твердый - его сложно поцарапать. Шероховатость поверхности формообразующей была очень высокой - инструментальщики сказали, что такое можно добиться только на импортных сталях (на память уже не вспомню марку) и стоит это не дешево.
Я так понимаю, что чем толще деталь, тем больше будет проблем с сохранением оптических свойств деталей из-за коробления.
Еще в журнале "Полимерные материалы" за сентябрь 2011г была хорошая статья о литье линз под названием "Игра со светом". Если не найдете в интернете - отсканирую.

[МихалИваныч]

ПММА, а лучше конечно поликарбонат.
Требования к форме - очень высокие и не только к полировке, но и к самой поверхности. Желательно использовать и европейские стали и европейских изготовителей форм из этих сталей. Еще есть вариант с тайваньцами, но гораздо менее надежный. В РФ я не встречал, чтоб кто-то имел опыт изготовления форм на линзы. В Европе цены на форму 1-2 гнезда могут достигать 100 000 евро, такие уж это формы...

[ПластСтер]

Олька, всё зависит от сферы применения Ваших линз.
Мы лили глаза для куклы, именно зрачки имели форму и назначение увеличивающих линз. Диаметров(зрачков) было два, 6 и 14 мм. Форму делали из наших отечественных сталей, качество добились простой полировкой. Материал ПК. И получилось очень даже неплохо. На выставке диплом даже получили за красивые глазки
Ну а если это оптика для оружия, там другие требования. Основное - это расчёт выпуклости линзы и совмещение этих размеров с усадками материала. Чем больше диаметр, тем сложнее. Делают же китайцы ручные стёкла увеличительные или микроскопы детские.

[Kirilliq]

Согласен с ПластСтером. Вопрос - в комплексе требований, например:
- показатель преломления и прозрачность в видимом спектре ПММА>(СММА)>ПК
- стойкость к царапинам и светостойкость ПММА>(СММА)>ПК
- физмех (удар) ПК>ПММА>СММА
- переработка СММА>ПК>ПММА
Для особых спецслучаев (сочетание высокой температуры, жесткости и прочности) еще полиэфирсульфон применяют. Даже говорят есть оптический полиамид, например у EMSа. Зачем нужен - не знаю.

[Дамир]

С литьём линз не сталкивался, скажу пару слов как пользователь.
Я в последнее время постоянно ношу в бумажнике плоскую линзу. Гибкая, тонкая, места не занимает, всегда под рукой. Уже затёр её до безобразия, но в продаже таких не видел.
Очень полезная штука если дальнозоркость не сильная а вторые очки таскать не охота.

[Александр А]

но в продаже таких не видел.
Очень полезная штука если дальнозоркость не сильная а вторые очки таскать не охота.

в московских электричках такие носят, обзывают линзами френеля (по 50 или 100 р за шт.) одна поверхность с концентрическими нарезками как круги на воде (видимо это и даёт эффект увеличения)

[Олька]

А П/Ф только из стали делают с различным покрытием или полировкой? Или могут применяться и другие материалы? Я слышала что для таких изделий применяется керамика или стекло! Каким образом не знаю и для чего! Может это отдельные вставки или покрытие???!!!

[polly]

http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=1328

[Sandy]

http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=1328

Тикона их давно сняла с производства - не было сбыта, хотя возможно другие фирмы их и выпускают.

[Багаев Олег]

Оля, ты там поаккуратнее с линзами. Если не знаешь, то лучше не лезь. Линзы можно разделить на три типа: колхозные, неколхозные и промежуточного типа. К колхозным относятся линзы для детских игрушек (поиграл ребёнок пару недель с биноклем, да и сломал его). К линзам промежуточного типа относятся линзы неоптических систем (то есть где работает всего одна линза), например есть такие фигни для того, чтобы возиться с мелкими деталями, линза одевается на маску, маска одевается на тыкву, в нужное вермя маска опускается на глаза и через эти линзы можно зырить на какие-нибудь ювелирные изделия, полировать пресс-формы и т.п. С этими двумя типами линз всё банально до невозможности, рассматривать их смылса нет. Самое интересное - это линзы для ответственных систем, например светодиодные лнизы для каких-нибудь противотуманок и т.п. Вот их и нужно рассмотреть.

Значит, делается так. Выбирается материал: если линза будет эксплуатироваться в неабразивной среде, то используется ПММА, если нужен более стойкий к истиранию материал, то ПК. Более расширенно об этом Кирилик сказал выше. Эти материалы имеют разные коэффициенты преломления света. Специальные ребята, которые умеют считать оптику, разрабатывают форму линзы на компутере под заданный тип пластика. Даже не собственно под тип пластика, а под конкретную марку. Затем в спарке с изготовителем пресс-формы или с тем, кто хорошо разбирается в переработке пластмасс, в изделие вносятся технологические правки так, чтобы его потом можно было лить без лишних сложностей, которые и так будут.

Когда этот этап закончен, делается форма с пробными формообразующими деталями, то есть черновая форма. Полили на ней изделия и померили их высунув язык на 3Д-сканере или на инструментальном микроскопе. Мерить линзу тоже нужно уметь, иначе намеришь непойми чего. А линза обычно такая вся обтекаемая, баз на ней нету, зацепиться при измерении не за что. Материал на испытаниях менять нельзя, лить нужно всегда на одной марке, а ещё лучше - на одной партии.

Померили линзу, посмотрели как материал усаживается, сделали выводы, и по результатам внесли в геометрию формообразующих деталей соответсвующие изменения, компенсирующие неверную геометрию, литьевые дефекты и т.п. Если нет уверенности в верности выводов, делается ещё один заход с черновой формой.

Полили-полили, померили-померили, посмотрели-поглядели, если всё в порядке, то делаются уже чистовые формообразующие детали. Требования к металлу обычно не самые высокие как ошибочно было сказано выше. Просто металл должен полироваться в зеркало и держать полировку. Причём полироваться без дефектов переполировки и т.п. По российским маркам ничего не скажу, давно не работал с ними. А так, с металлом всё очень даже банально.

Формообразующие выполняются с соточной точностью, что в наш космический век не проблема. Проблема - добиться такого, чтобы не было литьевых дефектов и геометрия изделия в нужных местах (не во всех, а именно в нужных) соответствовала расчётной геометрии, т.е. 3Д-модели изделия.

Вот и вся премудрость, если вкратце и без нюансов. Ничего сложного, но очень важно, чтобы пресс-формщик работал в паре с оптиками. Всё это немножко хлопотно и в принципе недорогая сама по себе форма обходится дорого из-за возникающей вокруг неё возни. Экономить тут никак нельзя. Так же требуется очень высокий технический уровень исполнителей (пресс-формщик и оптик). Оба должны хорошо знать хотя бы физику за второй курс института. Короче говоря, если не знаешь откуда возникают литьевые дефекты и как изменить формообразующие детали так, что бы они соответствовали заданному, ничего не получится. А эта задача упрощается, если в паре с оптиком в конструкцию линзы заранее внесены отехнологичивающие изменени. И перд внесением этих изменений нужно проблемы ещё и спрогнозировать, чтобы знать в каком месте отехнологичивать.

Ещё засада в том, что на одной машине линза не льётся, а на другой льётся. И машины в целом не плохие и вроде бы одни и те же принципы при наладке используются, но на одной не идёт хоть тресни. Ставишь форму на машину такого же класса и тоннажа, но более старую и всё в порядке. Большая научная загадка.

Но это что касается линз неколхозного класса. Если нужен колхозный и промежуточный класс, то просто берёшь и делаешь. Без всяких заморочек.

[Олька]

Олег спасибо! Я создала эту тему для своего общего развития! Я много чего не знаю и хочу узнать, хотя бы теоретически. Потому что, завтра начальство возьмет и скажет: -надо!!! К нам на днях пришло письмо, по изготовлению линз для медтехники, мы ответили что не можем, так как минимум не подходит помещение в котором мы работаем, возможно что и оборудование. Вот как то так!

[AAN]

А так, с металлом всё очень даже банально.

Угу, такая банальная сталь стоит 10 евро за кило

[polly]

Тикона их давно сняла с производства - не было сбыта, хотя возможно другие фирмы их и выпускают.

ШО? опять? (с) Да мало ли кто как переименовывается и продается по частям.
+ еще материал для линз http://www.omnexus.com/tc/cyclo-olefin- ... components
и обзор http://diverseoptics.com/wp-content/upl ... _Glass.pdf

[Багаев Олег]

А так, с металлом всё очень даже банально.

Угу, такая банальная сталь стоит 10 евро за кило

Правильная 1.2344 не сарайного разлива включая термичку стоит порядка 110 юаней за кг, т.е. около 17 долларов за кг. Да, это дороже, чем 10 евро за кг и вообще сгодится и чего подешевле, но на стоимости стали на таких формах ничего не сэкономишь. Обычно формы на линзу - это не такие уж и многогнёздные, относительно небольшие формы. Следовательно, удельная стоимость металла формообразующих в стоимости такой пресс-формы невелика. Решающую роль в стоимости пресс-форм на линзу высокого класса составляют накладные расходы, т.е. беготня вокруг пресс-формы, а не она сама. Так что для такой формы металл можно самый космический купить. Ну велика ли разница, что в цене пресс-формы в металле формообразующих деталей будет сидеть скажем 400 долларов или 600, т.е. на 50% больше. У вас эту форму приедут принимать, вы больше в ресторане потратите: посидели, не хватило, бутылку дозаказали, вот вам и вся экономия на металле. Так что тут мелочиться не имеет смысла.

[Caxec]

Добрый день! А в России кто-то занимается этим делом? То есть разработать пресс-форму для линзы или даже сделать партию линз по чертежам заказчика?

[Олька]

У меня в городе точно ни кто этим не занимается.

[Vlad Formconsult]

Почти все формы, или те, которые я встречал, изготовлены по технологии инжекционного прессования, особенности можно найти в сети или bei mir.

Суть технологии заключается в том, что материал, как правило ПММА или PC подается в слегка приоткрытую форму, после чего происходит полное смыкание формы, или же как альтернатива в форме делается одна из формообразующих подвижной и прессование происходит специальным механизмом конструктивно предусмотенным в форме.
Таким образом достигается:
- более равномерные давление материала в полости формы,
-снижаются внутренние напряжения,
-уменьшается усадка и коробление,
- происходит отличное заполение формы материалом.

Всегда был горячий канал. (Не все подходят).
Цикл от 40 секунт.
Необходим «нужный» ТПА, все формы делали под конкретный станок, особености шнека, полировка, автоматизация и т.д.. Иногда нужны чистые помещения.
Материал, несмортя на то, что он оптический, необходимо готовить, отделять пыль и т.д. иначе все вылезет в брак (имеются специальные сепараторы для этих целей).
При литье обязательно снимать с изделий статику.
Особенности по подвижным элементам формы, как правило они имеют специальное покрытие, не требующее смазки в процессе работы.

В Европе в настоящее время очень активно используется данная технология для лить вторичной оптики для светодиодов к фарам автомобилей и светильникам для уличного освещения. В России фирм, которые делают подобное не втречал, вся дополнительная оптика подобного образца завозная из Еврпопы или Азия (не Китай).

[Volodei75]

Моё почтение, господа.
Поделитесь, пожалуйста, своими знаниями по материалу для изготовления линзочек для игрушек.
На пример, как в любом детском фотоаппарате.
Линзочка спрятана в своем корпусе и прямого контакта с жесткими предметами не имеет. Но, дети есть дети, все равно залезут, пальчикм ткнуть. :)
Как пишет г-н Багаев Олег, тип - колхозный.
Литься будет на самодельной вертикалке.
Толщина по центру 1,8, диаметр 15.
После долгих скитаний по сети, склоняюсь к оптическому поликарбонату.
Но и дзержинский Дакрил, тоже хвалят.
Направьте на путь истинный, и простите за дилетантство.

[Kirilliq]

полистирола достаточно: легко льется, прозрачный, блестит и дешево стоит.

[Volodei75]

полистирола достаточно: легко льется, прозрачный, блестит и дешево стоит.

О как!
Благодарю за внимание.
А не могли бы Вы ткнуть в меня маркой полистирола?

[Sandy]

полистирола достаточно: легко льется, прозрачный, блестит и дешево стоит.

О как!
Благодарю за внимание.
А не могли бы Вы ткнуть в меня маркой полистирола?

Мы из ПСМ-115 льем простенькие смотровые стекла.

[Volodei75]

Мы из ПСМ-115 льем простенькие смотровые стекла.

А для линзочек пойдет, имеется ввиду увеличение будет?

[Наталья Александровна]

В свое время даже серьезную оптику лили из ПСМ-115. И только потом выяснилось, что начинает деструктировать под воздействием УФ. И отказались.
Так что для игрушек самое то.

[Олька]

Почитала я все выше сказанное, обдумала. Да, более серьезная оптика требует не малых затрат. И последний вопрос: при стандартном литье получится менее качественная деталь нежели на ТПА с функцией прессования? Я правильно поняла?

[Vlad Formconsult]

И последний вопрос: при стандартном литье получится менее качественная деталь нежели на ТПА с функцией прессования? Я правильно поняла?

[VVM]

А из полиэтилентерефталата, почему не льют ?

[ПластСтер]

А из полиэтилентерефталата, почему не льют ?

Очень сложно и дорого.

[VVM]

А из полиэтилентерефталата, почему не льют ?

Очень сложно и дорого.

Странно, бутылки и посуду несложно и недорого, а линзы ...
Может, что ПЭТ менее твёрдый и коэффициент преломления по-меньше ?

[AAN]

Странно, бутылки и посуду несложно и недорого, а линзы ...
Может, что ПЭТ менее твёрдый и коэффициент преломления по-меньше ?

1. Менее царапиностоек.
2. Имеет фазовый переход.
3. Высокая анизотропия.
4. Высокая температура переработки.
5. Химически активный расплав.
любых двух причин достаточно...