光学级PMMA的加工成型
光学级 PMMA 的加工工艺主要包括注塑、挤出、吹塑等，其中注塑是最常用的加工方法。以下是一些具体的加工工艺： 注塑：将光学级 PMMA 颗粒加热至熔融状态，然后通过注塑机将其注入模具中，冷却后得到所需的产品。注塑工艺可以生产出各种形状和尺寸的产品，如镜片、透镜、导光板等。在注塑过程中，需要注意控制注塑温度、压力、速度等参数，以确保产品的质量和性能。 挤出：将光学级 PMMA 颗粒加热至熔融状态，然后通过挤出机将其挤出成所需的形状和尺寸，如板材、管材、棒材等。挤出工艺可以生产出连续的产品，具有生产效率高、成本低等优点。在挤出过程中，需要注意控制挤出温度、压力、速度等参数，以确保产品的质量和性能。 吹塑：将光学级 PMMA 颗粒加热至熔融状态，然后通过吹塑机将其吹成所需的形状和尺寸，如瓶子、罐子、容器等。吹塑工艺可以生产出中空的产品，具有生产效率高、成本低等优点。在吹塑过程中，需要注意控制吹塑温度、压力、速度等参数，以确保产品的质量和性能。 此外，还有一些其他的加工工艺，如压延、热成型、激光切割等，这些工艺也可以用于光学级 PMMA 的加工。
注塑成型 原料准备： 光学级 PMMA 原料吸水性强，注塑前必须干燥。一般在 80 - 90℃的干燥箱中干燥 3 - 4 小时，使含水量降至 0.1% 以下，防止加工时产生气泡。干燥后的原料要放在干燥环境中，避免再次吸湿。 注塑设备选择与设置： 选择合适的注塑机，其螺杆应具有较深螺槽和较大直径射嘴孔，因为 PMMA 熔体粘度大。对于制品强度要求高的情况，要使用长径比较大的螺杆，在较低温度下塑化。 注塑机的注射量一般控制在最大注射量的 30% - 80% 之间。熔胶温度通常在 210 - 270℃之间，通过对空注射法来确定合适温度。注射速度可快可慢，但要避免产生高内应力，复杂形状制品可采用多级注射（如慢 - 快 - 慢）方式，厚件采用慢速注射。滞留时间要控制好，如熔胶温度 260℃时，滞留时间不超 10 分钟，270℃时不超 8 分钟。 模具设计要点： 模具温度一般为 60 - 80℃，这有助于改善制品表面质量和减少内应力。主流道直径要与内锥度配合，角度在 5° - 7°，注塑 4mm 及以上制品角度为 7°，主流道直径 8 - 10mm。浇口设计很关键，对于壁厚小于 4mm 的制品，流道直径 6 - 8mm；壁厚大于 4mm 的，流道直径 8 - 12mm。边形、扇形及垂片形浇口深度为 0.7 - 0.9t（t 为制品壁厚度），针形浇口直径 0.8 - 2mm（低粘度 PMMA 选较小尺寸）。模具要设计排气孔，深度 0.05 - 0.07mm、宽度 6mm 左右，脱模斜度型腔部分在 30′ - 1°30′之间。 制品后处理： 注塑后的制品可能有内应力，可在 70 - 80℃进行退火处理，时间根据制品厚度和尺寸而定，一般几小时，以消除内应力。由于 PMMA 表面硬度低，可对制品进行抛光、涂覆耐磨涂层等表面处理，提高耐磨性和表面质量。 挤出成型 原料预处理： 和注塑成型一样，挤出前要对 PMMA 原料进行干燥，去除水分，防止产生气泡和降解。 挤出设备与模具选择： 根据制品形状、尺寸和产量选挤出机，单螺杆挤出机适合简单形状制品，双螺杆挤出机用于复杂形状或高性能要求制品。模具的流道要设计成流线型，保证物料均匀流动，表面光洁度要高，减少制品表面粗糙度和摩擦力。 工艺参数控制： 挤出温度在 180 - 250℃之间，螺杆转速在 20 - 100 转 / 分钟之间，牵引速度根据制品尺寸和挤出速度调整。挤出后的制品可根据需要冷却、切割、卷曲等，冷却方式有风冷、水冷或自然冷却，冷却速度要合适，避免产生内应力和变形。 热成型 片材准备： 通过挤出或压延制成厚度均匀的片材，厚度一般在 0.5 - 10mm 之间。在片材制备过程中，要严格控制原料质量、加工温度和压力等参数，保证片材透明度、平整度和机械性能。 加热过程： 采用红外线加热、热空气循环加热或接触式加热等方式，将片材加热到 120 - 180℃。加热温度根据片材厚度、材质和成型工艺调整。 成型与冷却： 把加热后的片材移入模具，通过施加压力（0.1 - 1MPa）或抽真空等方式使其贴合模具表面，成型时间几秒到几分钟不等。成型后保持压力或真空度，用风冷、水冷或自然冷却方式冷却定型，冷却速度不宜过快。冷却后脱模，对制品进行修边处理，获得光滑整齐的边缘和良好外观质量。 浇铸成型 模具准备： 选择表面光滑、清洁的模具，进行预热，利于物料流动和成型。 原料配置： 将 PMMA 原料与适量引发剂、增塑剂等添加剂混合均匀，制成有一定流动性的浇铸液。引发剂用于引发聚合反应，增塑剂改善制品柔韧性和加工性能。 浇铸与固化： 缓慢将浇铸液倒入预热模具，避免气泡和杂质混入，可适当震动模具排泡。浇铸后将模具放入恒温箱固化，温度在 40 - 80℃之间，时间几小时到数十小时不等，使浇铸液聚合固化。 脱模及后处理： 固化完成后冷却模具至室温脱模。脱模后的制品可能有毛边等缺陷，要进行切割、打磨、抛光等后处理，获得所需尺寸精度和表面质量。 吹塑成型 原料准备与干燥： 原料要充分干燥，和其他成型方法一样，降低含水量，避免气泡。 挤出型坯： 首先将 PMMA 原料在挤出机中加热挤出成管状型坯，温度控制在合适范围，保证型坯质量。 吹塑过程： 将型坯放入吹塑模具，通过吹入压缩空气（压力根据制品尺寸和要求调整）使型坯膨胀贴合模具型腔，形成中空制品。吹塑过程中要注意控制吹气速度和压力，保证制品壁厚均匀，避免产生气泡和缺陷。吹塑完成后冷却脱模，得到成品。