مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی کیفیت هندسی و نوری لنز کروی دوبر محدب تولیدشده به روش تزریق پلاستیک

نویسندگان
دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
این پژوهش به بررسی تأثیر پارامترهای تزریق بر روی کیفیت هندسی و اپتیکی لنزهای کروی دوبر محدب، تزریق‌شده با پلیمر آمورف پلی متیل متاکریلات پرداخته است. آنچه حائز اهمیت است، میزان تأثیرگذاری هر پارامتر بر کیفیت هندسی و اپتیکی لنز و به دست آوردن مقادیر بهینه برای تزریق می‌باشد. بر اساس نتایج این پژوهش عوامل تأثیرگذار به‌صورت همزمان بر روی کیفیت هندسی و کیفیت اپتیکی این نوع لنزها به ترتیب عبارت است از دمای مذاب، زمان نگهداری، فشار تزریق و فشار نگهداری. این عوامل مشخص میکند کنترل همزمان فشار به ویزه، در گودی قالب هم در مرحله تزریق و هم در مرحله نگهداری می‌تواند نشان دهنده یک تزریق مناسب با حداقل خطاهای اپتیکی باشد. بر طبق داده های به دست آمده بررسی انقباض حجمی میانگین به تنهایی معادل 5.847% است که در این حالت ضریب شکست معادل 7.12E-05 است. تحلیل کمیت ضریب شکست به تنهایی معادل 6.28E-05 می‌باشد. در این حالت حداقل میانگین انقباض حجمی 9.1% است. بنابراین بهینه کردن و به حداقل رساندن یکی از عامل‌های هندسی یا نوری به تنهایی باعث به وجود آمدن مقادیر مناسبی از عامل دیگر نخواهد بود. با استفاده از الگوریتم تاگوچی چند پاسخه سطح بهینه ای حاصل شد که در آن حداقل میانگین انقباض حجمی 5.503% و حداقل ضریب شکست برابر 6.96E-05 میباشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation and simulation of geometric and optical quality for bi-convex lens produced by injection molding process

نویسندگان English

hamed barghikar
Peiman Mosadegh
Mehdi Ranjbar
Mahmood Masoomi
isfahan university on technologyIsfahan, Iran
چکیده English

This study investigates the effect of injection parameters on the geometric and optical quality of a Bi-convex lens injected with PMMA polymer. An important part of this research is the effect of each parameter on the geometric and optical quality of the lens and the obtaining of optimal quantities for injection. According to the results of this study, the effective factors simultaneously on the geometric quality and the optical quality of these types of lenses are melt temperature, packing time, injection pressure and packing pressure, respectively. These factors indicate that the simultaneous control of the pressure, in the mold cavity both during the injection and at the packing stage, can represent a suitable injection with minimal optical errors. According to the collected data, the average volumetric shrinkage check is 5.847% singly, in this case the refractive index is equivalent to 7.12E-05. The refractive index analysis is 6.28E-05 singly. In this case, the minimum average volume contraction is 9.1%. Therefore, optimizing and minimizing one of the geometric or optical factors will not produce the proper values of the other factor. Using the multi response Taguchi method, is obtained the minimum average volumetric shrinkage is 5.503% and the minimum refractive index is 6.96E-05.

کلیدواژه‌ها English

Injection Molding
Lens
Shrinkage
Warpage
Refractive Index
[1] K. M. Tsai, J. K. Lan, Correlation between runner pressure and cavity pressure within injection mold, Advance Manufacture Technology, Vol. 13, pp. 273-284, 2014.
[2] M. Sortino, G. Totis, E. Kuljanic, Comparison of injection molding technologeis for the of micro-optical devices, Procedia Engineering, Vol. 69, pp. 1296–1305, 2014.
[3] X. Lu, L. Soo Khim, A statistical experimental study of the injection molding of optical lens, Material’s Processing Technology, Vol. 113, pp. 189-195, 2001.
[4] K. M. Tsai, C. Y. Hsieh, W. C. Lo, A study of the effects of proccess Parameter for injection molding on surface quality of optical lens, Material’s Processing Technology, Vol. 209, pp. 3469-3477, 2009.
[5] R. Spina, J. Schild, C. Hopmann, Analysis of lens manufacturing wuth injection molding, Precision Engeering And Manufacture, Vol. 13, No. 11, pp. 2085-2095, 2012.
[6] K. M.Tsai, Runner design to improve quality of plastic optical lens, Advance Manufacture Technology, Vol. 66, pp. 523-536, 2013.
[7] Y. B. Lee, T. H. Kown, Modeling and numerical simulations of residual stresses and birefringence in Injection molded center-gated disks, Materials Processing Technology, Vol. 111, pp. 214-218, 2001.
[8] S. Chemical lab, Peroperties of PMMA HT-55X, Sumipex Acrilic Molding Resin, Catalogue of Material, Singapore, 2007.
[9] Autodesk co., Average Volumetric Shirinkage, https://knowledge.autodesk.com/support/moldflow-flex/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2015/ENU/MoldflowInsight360, 2014.
[10] Moldflow insight software, help, Contributors to warpage, 2016.
[11] D. C. Montgomery, Design and Analysis of Experiments, Edition 5th, pp. 420-431, New York: Wiley, 2001.
[12] M. V. Gurp, J. Palmen, Time-Temperature superposition for polymeric blends, Rheology Bulletin, Vol. 67, pp. 5, 1998.
[13] WLF equation, https://en.wikipedia.org/wiki/Williams-Landel-Ferry_equation.
[14] R. Li, Time-temperature superposition method for glass transition temperature of plastic materials, Materials Science and Engineering, Vol. 77, pp. 36-45, 2000.
[15] Moldflow Plastic Lab.Viscoelastic Peroperties of PMMA-HT55X, Viscoelastic Test Method (QOP-19-M), 2009.
[16] H. Mohamed, M. H. Lee, M. Sarahintu, S. Salleh, B. Sanugi, Taguchi’s quality loss function approach in analysis performance of the dynamic source routing protocol, Proceedings of the 5th Asian Mathematical Conference, Issue.7, pp.1-7 Malaysia, June 22-26, 2009.