CN112118954A - 用于制造光学透镜的方法和利用所述方法制造的光学透镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用注射成型模具制造光学透镜(1)的方法以及一种利用所述方法制造的光学透镜(1)，其中，在所述方法中，在第一注射成型步骤(I)中在第一腔(10a)中预注射第一部件体(11),并且随后在第二注射成型步骤(II)中在第二腔(10b)中将第二部件体(12)喷注到所述第一部件体(11)上，其中，沿着所述光学透镜(1)的厚度轴线(13)一前一后设置地注射所述第一部件体(11)和所述第二部件体(12)，其中，将所述第一部件体(11)注射成具有所述光学透镜(1)总厚度的60％到70％的厚度份额(a)并且将所述第二部件体(12)注射成具有剩余的厚度份额(b)。

Description

用于制造光学透镜的方法和利用所述方法制造的光学透镜

技术领域

本发明涉及一种用于利用注射成型模具制造光学透镜的方法以及一种利用所述方法制造的光学透镜，其中在所述方法中，在第一注射成型步骤中在第一腔中预注射第一部件体，并且随后在第二注射成型步骤中在第二腔中将第二部件体喷注到所述第一部件体上，其中，沿着所述透镜的厚度轴线一前一后设置地注射所述第一部件体和所述第二部件体。

背景技术

利用至少两个注射成型步骤来制造特别是厚壁的光学透镜，因为只有这样才能达到透镜按照当今要求的光学质量。特别是，用于注射成型透镜体的腔不允许选择得过大，因为透镜的光学材料的不均匀和形状偏差将是后果。

由DE102014004766A1已知一种用于制造光学透镜的方法，其中，在至少两个注射工作站处借助于至少两个注射过程浇注注射物质，其中，在所述至少两个注射过程之间在冷却工作站中冷却在所述至少两个注射过程之一中制造的预注射成型坯。在第二注射成型步骤中利用所述注射物质从两侧包封注射所述预注射成型坯。

DE102012205196A1公开一种利用注射成型机来注射成型光学透镜的方法，所述注塑成型机包括具有塑化蜗杆的塑化单元，并且公开一种供应于此的注射成型模具，其中，在所述注射成型模具中有一对成型腔，所述成型腔中的第一腔确定用于预注射成型坯并且第二腔用于要注射到预注射成型坯上的再注射成型坯。

如果要在注射成型中在透镜的各表面中的至少之一上产生微结构，则这在仅边缘侧包封注射预注射成型坯时不能在没有可液压操纵的压模的情况下进行，所述压模可运动地限定第二腔。对此，在注入第二注射成型物质之后不能应用保压阶段，因为再注射成型坯的较小的壁厚使得所述第二注射成型物质过快硬化。

此外，DE 100 48 861 A1提出，可变地构成用于注射成型光学透镜的腔，并且在将塑化的塑料物质注入到腔中后，在同时增大所述腔的过程中(例如通过使可运动地限定所述腔的压模进行打开运动)继续引入所述塑化的塑料物质。利用在注入与开始增大所述腔之间的压缩阶段可以避免透镜体的形状偏差，并且可以通过所述压缩步骤、例如通过压模的闭合运动来实现例如应产生在光学透镜的表面上的微结构。不利的是，用于形成可变的腔的模具技术是耗费的且通常必须将模具更强地加热，因此又加长了循环时间。

发明内容

本发明的目的在于有利地进一步改进用于利用注射成型模具制造光学透镜的方法，在该方法中应尽可能简单地实施模具技术，并且其中应达到尽可能短的用于制造光学透镜的循环时间。特别是，应能够利用仅两个注射成型步骤来制造厚壁的光学透镜，并且制造成的光学透镜应具有好的尺寸精确性并且在表面上应不具有其他可见的痕迹。

所述目的从根据权利要求1前序部分所述的用于制造光学透镜的方法出发和从根据权利要求8前序部分所述的光学透镜出发以相应特征部分的特征来实现。本发明的有利的进一步改进方案在各从属权利要求中给出。

本发明包含以下技术教导：对于实施所述方法，将第一部件体注射成具有光学透镜总厚度的60％到70％的厚度份额并且将第二部件体注射成具有剩余的厚度份额。

本发明的核心思想在于，在利用对注射成的厚度份额进行分配的情况下，利用仅两个注射成型步骤来制造光学透镜，其实施为，使得能达到优化地短的循环时间。利用在透镜的厚度轴线中已经形成所述透镜的大致三分之二的厚度的第一部件体，可以达到优化的循环时间，因为在打开注射成型模具时所述第一部件体保持与所述注射成型模具的第一模具件接触，并且所述第一部件体可以相应地冷却，而所述注射成型模具的第二模具件具有可更换的压模部件，所述压模部件形成用于注射第二部件体的差分腔

如果注射第二部件体，则该第二部件体已经足够小，从而可将塑化的塑料物质注入到所述腔中而无需形成流入体。为此所述第二部件具有光学透镜总厚度的按份额的厚度、例如大致三分之一，其中，在随后的冷却中同样可再减少循环时间，因为所述第二部件体的相对小的厚度也可更快地排热。结果是，得到用于实施所述用于制造光学透镜的方法的、具有最小时长的总循环时间，并且也可以在仅两个注射成型步骤中制造更厚的、例如具有大致25mm厚度的光学透镜。

特别有利地，将所述第一部件体注射成具有光学透镜总厚度的64％到68％的厚度份额，特别是具有总厚度的三分之二的厚度份额。据此，将所述第二部件体注射成具有剩余的、为三分之一的厚度份额。

进一步有利地，注射成型模具的腔从第一腔到第二腔的改变可以借助于可更换的压模部件来产生。在此，第一压模部件这样区别于第二压模部件：所述第一压模部件产生较小的第一腔，所述第一腔特别是形成为大致弯月形，其中，所述压模部件朝向所述腔的相对置的壁的方向拱入到腔中。如果将所述第一压模部件用第二压模部件交换，则所述第二压模部件可以以一平面来限定腔，从而所述第二部件体不具有大致弯月形的横截面，而是具有平凸形的横截面。

进一步有利地，将所述腔的部分区段形成为带有具有微结构的成型面，所述微结构在注射成型时被摹印在第一部件体的表面上。为了避免使用液压的压印模，特别是在注射成型模具中使用压模部件的情况下，可以进一步有利地规定，在第一注射成型步骤完成之后，将进入到第一腔中的塑化的塑料物质的保压压力保持一定时间。通过保持保压压力，特别是在维持塑料物质的塑化状态和在优选尺寸过大地构成的浇注口(例如数量级在35至45mm²)的情况下，可以通过保持保压压力来将在注射成型模具的模具表面中的微结构以这样的程度摹印到第一部件体的外表面上，使得液压式移入例如压印模不再是必需的。特别是，由此进一步简化注射成型模具在构造方面的实施。

根据本发明的另一个有利的方面，至少在注射成型步骤期间可以将用于实施根据本发明的方法的注射成型模具至少在形成所述腔的区段的区域中的温度调整为具有95°至105℃的值、特别是具有100℃的值。特别是，通过更低的必需的模具温度实现以下优点：所谓的陶瓷加热元件不再是必需的，所述陶瓷加热元件通常将模具加热到大致160℃。特别是，利用所提出的模具几何结构得到在注射成型模具的各表面上、特别是在压模部件的各表面上的注入的塑化的塑料物质不会硬化。

根据本发明的另一个有利的方面，将用于实施第一注射成型步骤的浇注口这样相对于第一压模部件设置，使得注入的塑化的塑料物质为了形成第一部件体而靠着向内拱曲的所述第一压模部件流动，从而利用所述第一部件体形成流入体。因此，必要时可暂时移入到腔中的、附加的流入体变得多余。

本发明还涉及一种利用以上所介绍的方法制造的光学透镜。所述光学透镜的特征在于：所述光学透镜的主体由具有所述光学透镜总厚度的60％至70％并且特别是64％至68％的厚度份额的第一部件体和具有剩余的厚度份额的第二部件体形成。

所述光学透镜的主体具有例如20mm至35mm的厚度、特别是23mm至26mm的厚度、特别优选25mm的厚度，其中特别是，所述光学透镜的主体具有值为50mm至70mm并且优选56mm的直径或者长度为50mm至70mm并且优选长度为56mm的垂直于厚度轴线延伸的主轴线。特别是，所述光学透镜在表面上形成为具有微结构。在此，所述表面是在第一注射成型步骤中形成在第一部件体上的表面，所述表面与注射成型模具的第一模具件接触。为此，所述注射成型模具的第一模具件具有成型面，该成型面对应于在光学透镜上的表面的负模。

附图说明

下面借助附图结合对本发明的优选的实施例的描述来更详细地示出对本发明的其他改进措施。图中：

图1示出在第一注射成型步骤中用于制造光学透镜的注射成型模具，

图2示出在第二注射成型步骤中根据图1的注射成型模具，以及

图3示出利用根据本发明的注射成型方法制造的光学透镜。

具体实施方式

图1以示意图示出用于借助于第一腔10a实施第一注射成型步骤I的注射成型模具，所述第一腔通过注射成型模具的第一模具件17和注射成型模具的第二模具件18的相互闭合来产生。在此，注射成型模具的第二模具件18包括第一压模部件14a，所述第一压模部件可更换地容纳在注射成型模具的第二模具件18中。在此，所述两个模具件17和18与压模部件14a沿以下轴线是可相互运动的，该轴线对应于要产生的透镜的厚度轴线13。

穿过浇注口16可以将塑化的塑料物质注入到第一腔10a中，从而可以形成光学透镜1的第一部件体11，对此参见图3。

注射成型模具的第一模具件17具有成型面15，并且成型面15在对置于压模部件14a的一侧上限定第一腔10a。在足够的冷却时间之后，可以再将模具件17和18彼此分离移动，其中，光学透镜1的所产生的第一部件体11保持布置在第一模具件17上。

压模部件14a具有伸入到腔10a中的拱曲部，从而第一腔10a大致弯月形地构造，其中，当塑化的塑料物质通过浇注口16流入时，所述塑料物质靠着压模部件14a流入，从而压模部件14a同时用作用于所述塑料物质的流入体，以便能实现所述塑料物质受控制地流入到第一腔10a中。

图2示出具有模具件17和18的、用于实施第二注射成型步骤II的注射成型模具。在注射成型模具的第二模具件18中使用具有限定所述腔10b的平面的压模部件14b，以便在已经以第一部件体11填充的第一腔10a前形成第二腔10b。如果将塑化的塑料物质再次通过另外的浇注口16注入，则填充第二腔10b，并且所述塑化的塑料物质进入与第一部件体11表面的表面连接。

在冷却时间之后并且在所述塑化的塑料物质在第二腔10b中硬化后，可以再将模具件17和18与压模部件14b沿着厚度轴线13彼此分离移动。

第一腔10a沿厚度轴线13具有对应于透镜的总厚度的大致三分之二的厚度，从而第二腔10b的厚度沿着厚度轴线13具有透镜的总厚度的大致三分之一。

图3以简化的侧视图示出制造好的光学透镜1，并且光学透镜1具有在注射成型中在第一腔10a中制造的第一部件体11，以及光学透镜1具有在注射成型中在第二腔10b中制造的第二部件体12。第一部件体11的厚度份额a对应于透镜1总厚度的大致三分之二，并且第二部件体12的厚度份额b具有对应于透镜1总厚度的大致三分之一的值。在光学透镜1的向外拱曲的外表面上，在第一部件体11的区域中，如下表面15’具有微结构，该表面由在注射成型模具的第一模具件17中的成型面15成型出。

本发明在其实施方案方面不限于以上给出的优选的实施例。而可设想大量的变型方案，这些变型方案即使在原则上不同的实施方案中也利用示出的解决方案。由权利要求书、说明书或附图得出的所有特征和/或优点、包括结构细节、空间布置和方法步骤无论是单独还是以最广泛的组合形式都可以是对本发明重要的。

附图标记列表

1 光学透镜

10a 第一腔

10b 第二腔

11 第一部件体

12 第二部件体

13 厚度轴线

14a 压模部件

14b 压模部件

15 成型面

15’ 表面

16 浇注口

17 注射成型模具的模具件

18 注射成型模具的模具件

I 第一注射成型步骤

II 第二注射成型步骤

a 第一部件体的厚度份额

b 第二部件体的厚度份额

Claims (10)

1.用于利用注射成型模具制造光学透镜(1)的方法，在所述方法中，在第一注射成型步骤(I)中在第一腔(10a)中预注射第一部件体(11),并且随后在第二注射成型步骤(II)中在第二腔(10b)中将第二部件体(12)喷注到所述第一部件体(11)上，其中，沿着所述光学透镜(1)的厚度轴线(13)一前一后设置地注射所述第一部件体(11)和所述第二部件体(12)，

其特征在于，将所述第一部件体(11)注射成具有所述光学透镜(1)总厚度的60％至70％的厚度份额(a)并且将所述第二部件体(12)注射成具有剩余的厚度份额(b)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一部件体(11)注射成具有所述光学透镜(1)总厚度的64％至68％的厚度份额(a)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于可更换的压模部件(14a、14b)来产生所述注射成型模具的腔从所述第一腔(10a)到所述第二腔(10b)的改变。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述腔的部分区段形成为带有具有微结构的成型面(15)，所述微结构在注射成型时被摹印在所述第一部件体(11)的表面(15’)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一注射成型步骤(I)完成之后，将进入到所述第一腔(10a)中的塑化的塑料物质的保压压力保持一定时间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少在注射成型步骤(I、II)期间，将所述注射成型模具至少在形成所述腔(10a、10b)的区段的区域中的温度调整为具有95℃至105℃的值。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法(1)，其特征在于，浇注口(16)相对于所述第一压模部件(14a)设置为使得注入的塑化的塑料物质为了形成所述第一部件体(11)而靠着所述第一压模部件(14a)流动，从而利用所述第一部件体(11)形成流入体。

8.利用根据前述权利要求中至少一项所述的方法制造的光学透镜(1)，其特征在于，所述光学透镜(1)的主体由具有所述光学透镜(1)总厚度的60％至70％的厚度份额(a)的第一部件体(11)和具有剩余的厚度份额(b)的第二部件体(12)形成。

9.根据权利要求8所述的光学透镜(1)，其特征在于，所述光学透镜(1)的主体具有20mm至35mm的厚度，和/或所述光学透镜(1)的主体具有50mm至70mm的直径或垂直于厚度轴线(13)延伸的主轴长度。

10.根据权利要求8或9所述的光学透镜(1)，其特征在于，所述光学透镜(1)具有带有微结构的表面(15’)。

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