Conseil de conception

Coup de projecteur sur les lentilles

Juillet 2011

La performance optique de ces pièces dépend de l'association de trois éléments : le matériau, la forme et la pureté interne. Afin de déterminer si ces pièces peuvent être fabriquées en utilisant le procédé de Proto Labs, il faut bien comprendre nos capacités et nos limites.

Notre processus de moulage par injection est spécialement conçu pour produire rapidement et économiquement d'excellentes pièces moulées par injection. Il est parfaitement adapté à la plupart des applications de prototypage, ainsi que de nombreuses applications de production. Dans certaines applications optiques, toutefois, sa performance pourra être affectée par des petites imperfections qui ne posent habituellement pas de problème. Les petits défauts tels que des bulles internes, de légères irrégularités superficielles, des marques de coulée dans les sections de faible épaisseur, des particules en suspension, des traces de point d'injection, et de légères lignes de soudure auront généralement peu de conséquences sur la fonction et même l'aspect de la plupart des pièces ; mais ils peuvent avoir une incidence sur le passage de la lumière dans une matière transparente et affecter sérieusement les fonctionnalités des composants optiques.

Certaines de ces imperfections pourront être évitées par une conception bien pensée, mais d'autres seront inévitables. Par exemple, une matière transparente très largement utilisée comme le polycarbonate se contracte significativement en refroidissant. Cette caractéristique augmente la probabilité de bulles internes et pourra entraver le passage de la lumière à travers une pièce. De même, alors que l'uniformité d'épaisseur d'une pièce facilite sa moulabilité, les lentilles nécessitent souvent des variations d'épaisseur qui peuvent créer des problèmes d'écoulement ou des retassures lorsque la pièce refroidit. Par ailleurs, étant donné que Proto Labs ne propose pas de rectification de la finition des moules, la surface des pièces pourra ne pas être parfaite d'un point de vue optique.

An optical part
Cette pièce a été moulée en polycarbonate avec finition F1 sur une moitié du moule, finition F0 sur l'autre et texture autour du bord. (Avec la finition F1 la plupart des marques d'outil de coupe sont éliminées par polissage.) Le moule a été conçu avec un seuil d’injection latérale dissymétrique et 3 400 pièces ont été produites sans problème significatif.

Bien que le processus Proto Labs comprenne plusieurs étapes destinées à identifier et éviter les problèmes, elles ne sont pas conçues pour identifier les problèmes de nature optique. En effet, Proto Labs ne dispose pas d'éléments lui permettant de savoir que la pièce analysée aura une fonction optique, c'est pourquoi l'analyse technique fournie dans ProtoQuote® pour identifier les problèmes de moulage pourra accepter comme parfaitement moulables des pièces imparfaites d'un point de vue optique. ProtoFlow®, un autre outil analytique de Proto Labs, étudie le choix de la matière pour détecter les problèmes éventuels de remplissage du moule ; mais il ne peut pas plus prévoir les défauts optiques potentiels que ProtoQuote.

Une production de très bonne qualité optique nécessite des installations et un traitement spécialisés. Chez Proto Labs, les pièces sont produites dans un espace de fabrication ouvert où il existe un léger risque de contamination par des particules pouvant affecter les performances optiques. Nous n'offrons pas non plus d'emballages spéciaux pour protéger les surfaces de qualité optique pendant le transport. Nous sommes, toutefois, en mesure de produire avec succès des pièces optiques pour les clients qui comprennent les limites de notre processus.

A polycarbonate optical part
Cette pièce a été moulée en polycarbonate avec finition A2 sur les deux moitiés du moule, (c'est le plus haut degré de polissage, effectué manuellement, chez Protomold.) Cette pièce a une épaisseur nominale uniforme de 2,7 mm et a été moulée sans problème en un lot de fabrication de 750 pièces.

Malgré ses limites, le moulage par injection rapide pourra être utile pour le prototypage de composants optiques, même si les prototypes ne présentent pas toutes les propriétés optiques de pièces de production. Les propriétés optiques sont généralement assez prévisibles et pourront ne pas nécessiter de prototypage, alors qu'il reste nécessaire de tester l'ajustement et l'intégrité structurelle des pièces. D'autre part, pour ceux qui peuvent accepter ses limites, le moulage par injection rapide sera parfois adapté à la production de certaines pièces optiques (et coûte jusqu'à 90% moins cher que l'outillage traditionnel).

Pour savoir si le procédé Proto Labs est adapté à vos pièces optiques, veuillez contacter l'un des ingénieurs de notre service clientèle au +33 (0)4 27 50 29 47.

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