用于生产塑料模制件的方法、模具插入件和注塑模具的制作方法_3

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54] 基体内其余的型腔可借助于合适的冲具填充,其结果,模具插入件没有运动的间 隙,并在注塑模制过程中不变形。此外,止挡元件也可设置在基体上,止挡元件确保基体可 配装而正确地定位在注塑模具内,或止挡元件形成用于模具插入件的止挡,W确保它安置 于正确的位置。
[0055] 由此生产的塑料模制件最好由透明或不透明塑料形成,尤其是PMMA、PET-G、ABS或 PC。
[0056] 所述类型的塑料模制件适用于各种应用。例如,塑料模制件因此可W是照明装置 的构成部分,尤其是用于机动车。显现为光学上浮动的图案,例如,徽标、象征、图形等可借 助于衍射表面起伏特征投射。如此的塑料模制件也可用于背光式照射开关或其他控制元 件。运里,例如,衍射表面元件允许显示浮动的象征符号,运些符号说明相应控制元件的功 能。
【附图说明】
[0057] W下参照实施例的示例和附图,借助于实例来解释本发明。附图中示出:
[0058] 图1是模具插入件的实施例示例,其借助于夹具固定到注塑模具内;
[0059] 图2是模具插入件的实施例示例,其借助于粘结剂固定而固定到注塑模具内;
[0060] 图3是在通过深拉拔再成形过程中的模具插入件的实施例示例;
[0061 ]图4是塑料模制件操作中的示意图;
[0062] 图5是带有模具插入件的冲具的示意图;
[0063] 图6是模具插入件的实施例示例的曲线几何形状的示意图;
【具体实施方式】
[0064] 为了将衍射表面起伏特征2模制到塑料模制件1内,将模具插入件3插入到注塑模 具5的接纳部4内。在插入状态中,模具插入件3在其面向注塑模具型腔51的表面31上具有待 要模制的表面起伏特征32。在注塑模具5密封之后,型腔51填充模制化合物,其结果,表面起 伏特征32被模制到塑料模制件1内。
[0065] 表面起伏特征32仅形成型腔51表面52的部分区域。换句话说,塑料模制件1的一部 分表面11保持光滑。
[0066] 表面起伏特征32可W是计算机产生的全息图、傅立叶全息图或开诺全息图。在传 播光中,因此能够产生诸如符号、徽标、标记、图画等的主题的浮动图像。起伏特征最好具有 介于100线/mm和3000线/mm之间的空间频率,和/或从IOOnm至10皿的起伏深度。
[0067] 图1和2示出将模具插入件3固定到注塑模具5内的不同方式。在根据图1的变体中, 模具插入件3通过冲具6借助于非形状配合的锁定固定在冲具套筒60的底切53上。在所示的 实施例中,在模具插入件3之间,台阶或间隙形成在冲具套筒60的邻近表面和模具插入件3 上的表面起伏32之间。在根据图2的变体中,模具插入件3借助于底切、通过形状配合的锁定 和有利地与冲具套筒60的邻近表面齐平地配合而固定在冲具套筒60内,另外附加地粘结到 冲具6。该种借助于底切的固定具有运样的优点,与根据图1的变体不同,不留有导致塑料模 制件1上的台阶的间隙。附加的粘附导致模具插入件3甚至更好地固定在冲具6上。接纳冲具 6的冲具套筒60被插入在注塑模具5的接纳部4内并固定在其中、最好用螺纹紧固。
[0068] 图5示出带有固定在其上的模具插入件3的冲具6。该冲具6运样形成,使得它可被 插入,于是它配装到对应模制的冲具套筒60内。为此,在冲具套筒的底切上,该冲具6具有止 挡部62,运样,冲具6沉入到冲具套筒60仅到达要求的深度,而在相对侧上的模具插入件3由 此W期望的方式与冲具套筒60邻近表面互相作用。冲具套筒60尤其W旋紧方式用底面上的 盖子61密封,W便也将冲具6固定在冲具套筒60内。冲具套筒60然后插入到注塑模具5内的 接纳部4内,并又借助于螺纹旋紧固定在其上。冲具套筒60也具有止挡部63,运样,沉入到注 塑模具5内的接纳部4内仅达到期望的深度,并且在型腔51中根据需要与型腔51的邻近表面 互相作用。
[0069] 接纳部4和冲具套筒60之间W及冲具套筒60和冲具6之间的公差或间隙最好约为 0.0 lmm至 0.05mm,尤其是 0.02mm至 0.03mm。
[0070] 对于模具插入件3的生产,首先生产平的主元件,其包括一层光阻材料。将临时的 表面起伏特征7刻印到该层内。例如,运可借助于激光或电子束或用掩膜进行照光来实现。 运能够达到约为1微米的细致分辨率。单次或多次曝光都是可能的,运尤其可导致两阶、四 阶或八阶的表面外形(轮廓)。光阻材料然后被显影,其结果是形成临时的表面起伏特征。
[0071] 然后,光阻材料涂覆有导电清漆。在电锻槽中,电压施加到导电清漆层,金属、最好 是儀沉积在主控体上。层厚是0.05mm至1mm。由此形成的金属体现在也具有临时表面起伏特 征。又可W电锻方式制备该金属体的复制品。
[0072] 为了能够提供按照要求模制的具有衍射表面结构2的塑料成形体1,该金属体现必 须适于待生产的塑料成形体的形状。如图3所示,运可通过深拉拔来实现。运里,金属体在模 具8和相对的保持件9之间变形,直到它获得理想的形状为止。如此获得的模具插入件3可选 地进一步被切割并设置有固定元件。对于模具8和相对的保持件9,使用比金属体还要软的 材料。如果运由儀构成的话,则例如可使用由钢材制成的深拉拔工具。由此,不会损坏临时 表面起伏特征7。
[0073] 在深拉拔(深冲压)的情形中,可形成弧形表面,该弧形表面的曲率半径是衍射表 面起伏特征的侧向范围的至少100倍且至多为0.1倍,较佳是至少10倍且至多为0.25倍,特 别较佳地是至少5倍且最多为0.33倍。曲率半径可在从10000mm至IOmm的范围内,较佳地从 1000 mm至25mm的范围内,特别较佳地从500mm至33mm的范围内,尤其是在侧向范围是IOOmm 的情形中。
[0074] 对于直径为50mm的表面起伏特征来说,例如,在模具插入件3厚度为0.5mm至Imm的 情形中,深拉拔可达到4.8mm,或在模具插入件3厚度为0.5mm的情形中,深拉拔可达到 2.4mm。在表面起伏特征2的直径为IOOmm的情形中,在模具插入件3厚度为0.5mm的情形中, 例如,深拉拔可达到1 Omm。
[0075] 模具插入件3的名义基部平面W上所得的表面的峰高h和曲率半径r之间的关系针 对简单球形再成形几何形状显示在图6中。在弧形区域的侧向范围为S的情形中,得到如下 的曲率半径:
[0076] r=(4h^+s^)/8h
[0077] 因此,在表面起伏特征的直径为IOOmm和拉拔深度h为Ilmm的情形中,生成的曲率 半径约为119mm,而在拉拔深度为33mm的情形中,生成的曲率半径为54mm。然而,在更加复杂 的自由形式表面的情形中,不必适用该简单的关系式。
[007引临时的表面起伏特征7通过深拉拔变形并且因此修改其光学特性。在临时表面起 伏特征7的设计中,运必须考虑在其中。出于该原因,必须形成临时表面起伏特征7,运导致 变形之后形成理想的衍射表面起伏特征2。
[0079] 为了达到运一点,首先确定函数F1,其表达了理想的衍射效应。例如可W计算如此 的函数并表达如下:
[0080] 对CGH(CGH =计算机产生的全息图)的计算方法基于点光源原理,其中,待投影的 元件(例如,星形)分解为自照明的点光源,然后对每个运些点光源计算全息图。然后从所有 单独的全息图的叠加中计算出整个全息图。由此生成的总相位函数被转化到针对设计波长 (例如,红色LED,波长为640皿)的衍射相位函数。根据用来依据生成的衍射相位函数产生衍 射表面起伏特征的光刻方法的分辨率,例如,激光束光刻术具有约为Iwii的生成的"最小特 征尺寸",然后,将衍射表面起伏特征大致刻印到光阻系统内。运里的"最小特征尺寸"确定 了最小可能的结构尺寸,W及由此确定最大可能的衍射的衍射角,或最大可能的附加聚焦 功能。
[0081] 此外,确定修正函数K,其表征了变形过程中临时表面起伏特征的修改或通过变形 带来的光学效应的修改。
[0082] 在模具插入件3为简单球形曲率几何形状的情形中,例如,生成修正函数K,其呈对 应反向模制的球形曲率几何形状的形式。
[0083] 修正函数
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