■商智苑/ 梧濟工業
摘要
近年來3C產業非球面光學品塑料射出成型產品尺寸日趨嚴格，射出品體積減重劃，微小化，尺寸公差所小化等，產品多樣化等，射出品的生產週期及射出品良率將是攸關產品的重要競爭力，尤其非球面射出品同心度公差穩定度更是扮演光學特性重要的角色，本文論述非球面光學射出成型模具在模具鋼材選用，清淨度，硬度，抗壓強度，抗拉強度，安全應力等及材料熱處理考慮因素。關鍵詞: 光學射出成型產品、模具鋼材、熱處理
圖1: 模具鋼材清淨度表
一、前言
光學射出成型產品近年尺寸公差日趨嚴格，模具鋼材選用及熱處理質量工藝對於射出成型品有直接相關的影響，包含模具鋼材：合金設計，清淨度、熱傳導性，熱膨脹性， 應力分佈，應力腐蝕等均有所影響。如下簡述之。
二、模具系統
射壓12000psi之抗彎曲疲勞強度1550N/mm。 PC,PMMA 之料溫 Tm-Tg：320-280℃如果模框之回火溫度低於 280℃對於模面高溫強度會下降。韌性要求：300J/cm2 以上。模溫在100℃+/-10℃之熱膨脹係數 10.08×10-6m/ m.k 。
模溫在200℃ +/-10℃之熱膨脹係數11.0×10-6m/ mk冷卻水孔之耐蝕性，對於冷卻循環效果，關係到射壓的Cycle time與模壁的安全應力要高於2200N/ mm熱膨脹係數之一致性與應力分佈一致性。抗拉強度與抗壓 強度決定疲勞強度之持久性，模板，模仁配套供差在 1μm內，且鋼材韌性120J/cm2才不會自散熱槽裂開 與變形。
圖 2: 模具鋼材建議表
圖 3: BOHLER M333熱處理工藝
圖4: 應力腐蝕金相圖
圖5: 光學模具圖
圖6: 鋼材晶界應力腐蝕
三、結果與討論
光學射出成型模具，鋼材清淨度高者，熱傳導速度快， 拋光可達奈米等級面粗度，對於成型週期可減少，熱處理工藝深冷處理及持溫時間依模具工件大小掌握長短， 減少沃斯田鐵的含硫量可減少模具微變型。
四、結論
光學射出成型，模具鋼材選用及熱處理扮演微變型控制的角色，在現今塑料光學模具公差，射出成型公差日趨嚴格縮小的競爭市場，唯有面面俱到，提高光學品透光率及模具尺寸公差穩定度的各種因素掌握將是市場領導者必備條件，深入模具鋼材選用及熱處理理將有助於持續扮演此產業領頭羊的角色，此關係因子攸關成敗，值得再深入探討。
五、參考文獻
1.Bohler Edelstahl and Buderus Edelstahl hand book,2004,41:137
2.光學模具鋼材模具系統,梧濟工業,2000.
3.光學模具鋼材選用及熱處理,梧濟工業,2000. ■
