本發(fā)明涉及用于通過注射成型生產(chǎn)光擴(kuò)散板（例如用于機(jī)動(dòng)車輛前燈）的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

注射成型的產(chǎn)品包括由多個(gè)樹脂層的整體式疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的成型產(chǎn)品（之后被稱為成型疊層產(chǎn)品），例如由多種顏色和材料的組合的樹脂層構(gòu)成的成型產(chǎn)品，或者由相同材料的樹脂層的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的成型產(chǎn)品。

用于生產(chǎn)這樣的成型疊層產(chǎn)品的主要常規(guī)成型方法包括多色成型方法和嵌入成型方法。多色成型方法包括將多種樹脂材料從多個(gè)注射設(shè)備注射到模具中的空腔中，從而疊層多個(gè)樹脂層。嵌入成型方法包括將注射成型的半產(chǎn)品作為嵌入件放置到模具中的空腔中，并且之后向空腔中注射樹脂材料以成型疊層結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前，諸如塑料透鏡的光學(xué)零件通常通過注射成型來生產(chǎn)。雖然常規(guī)實(shí)踐將塑料透鏡成型為單層透鏡，但是還存在一些厚的塑料透鏡，諸如用于室外照明、機(jī)動(dòng)車輛前燈等等的光擴(kuò)散透鏡。

這樣的厚的光擴(kuò)散透鏡需要是沒有光學(xué)缺陷的均質(zhì)透明體以便光均勻擴(kuò)散。在成型由多個(gè)樹脂層的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的透鏡的情況下，即使針對各層使用相同成型材料，在樹脂層之間的物理性質(zhì)（諸如殘余應(yīng)力和內(nèi)部變形）也會存在差異；因此，難以成型高質(zhì)量透鏡。特別是在疊層結(jié)構(gòu)的多色成型的情況下，在樹脂層之間的受熱歷程將產(chǎn)生差異。因此，多色成型不適于成型諸如光擴(kuò)散透鏡的厚透鏡。因此，當(dāng)前，當(dāng)通過注射成型生產(chǎn)透鏡時(shí)，光擴(kuò)散透鏡通常被生產(chǎn)為單層成型產(chǎn)品。

然而，在單層光擴(kuò)散透鏡的注射成型的情況下，易于在厚的部分中形成諸如縮痕的缺陷。因此，在壓力保持過程中，必須長時(shí)間緩慢冷卻成型產(chǎn)品。因此，會花費(fèi)較長時(shí)間來成型這樣的透鏡。

為了縮短用于成型透鏡的時(shí)間并且增加生產(chǎn)效率，目前的研究是，不成型由單層構(gòu)成的透鏡，而通過采用嵌入成型方法成型由多層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的透鏡。

例如，PCT國際公開號WO 2012/132597已經(jīng)提出了一種方法，其包括在模具中形成具有不同體積的多個(gè)空腔，并且，順次地將中間成型產(chǎn)品作為嵌入件轉(zhuǎn)移到具有比中間成型產(chǎn)品更大的體積的空腔，同時(shí)重復(fù)注射熔融樹脂，從而產(chǎn)生成型的疊層產(chǎn)品。

然而，上述專利文獻(xiàn)中公開的基于嵌入成型的透鏡成型方法僅試圖縮短用于成型厚透鏡的時(shí)間并且使生產(chǎn)過程簡化。在嵌入成型的情況下，將熔融樹脂施加到冷卻的半產(chǎn)品上，并且因此熔融樹脂的溫度降低且其流動(dòng)性變差。這導(dǎo)致在界面處的低粘附性，從而導(dǎo)致最終產(chǎn)品中的不均勻的內(nèi)部應(yīng)力。因此，常規(guī)的嵌入成型方法僅能夠生產(chǎn)具有較差光學(xué)性質(zhì)的低品質(zhì)塑料透鏡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題研發(fā)了本發(fā)明。因此本發(fā)明的目的是提供一種光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備和方法，使得能夠有效地生產(chǎn)具有增強(qiáng)的光學(xué)性能的高品質(zhì)光擴(kuò)散透鏡。

為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，本發(fā)明提供了通過成型和疊層至少兩個(gè)樹脂層來生產(chǎn)光擴(kuò)散透鏡的設(shè)備，包括：一對模具，該一對模具由固定模具和可動(dòng)模具構(gòu)成，形成限定光擴(kuò)散透鏡的形狀的最終成型產(chǎn)品空腔；模具夾持設(shè)備，所述一對模具附接到該模具夾持設(shè)備；運(yùn)輸裝置，該運(yùn)輸裝置具有能夠進(jìn)入和離開處于打開狀態(tài)的所述一對模具之間的空間的吸盤機(jī)構(gòu)，將所述光擴(kuò)散透鏡的半成型產(chǎn)品嵌入到所述最終成型產(chǎn)品空腔中；加熱裝置，該加熱裝置具有能夠進(jìn)入和離開處于打開狀態(tài)的所述一對模具之間的空間的加熱機(jī)構(gòu)，加熱嵌入的半成型產(chǎn)品的面向所述固定模具的表面，直到所述表面變成熔融狀態(tài)；以及注射設(shè)備，在將所述一對模具夾持后，該注射設(shè)備將成型材料注射到所述最終成型產(chǎn)品空腔中，使得所述成型材料覆蓋所述半成型產(chǎn)品的熔融表面。

本發(fā)明還提供了通過成型和疊層至少兩個(gè)樹脂層來生產(chǎn)光擴(kuò)散透鏡的方法，包括：嵌入步驟，在由固定模具和可動(dòng)模具構(gòu)成的一對模具處于打開狀態(tài)時(shí)，將光擴(kuò)散透鏡的半成型產(chǎn)品嵌入到最終成型產(chǎn)品空腔中，該最終成型產(chǎn)品空腔限定所述光擴(kuò)散透鏡的形狀，并且形成在所述一對模具中；加熱步驟，允許加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)入處于打開狀態(tài)的所述一對模具之間的空間，并且加熱嵌入的半成型產(chǎn)品的面向所述固定模具的表面，直到所述表面變成熔融狀態(tài)；模具夾持步驟，將所述一對模具夾持；注射步驟，將成型材料注射到所述最終成型產(chǎn)品空腔中，使得所述成型材料覆蓋所述半成型產(chǎn)品的熔融表面；以及成型產(chǎn)品取出步驟，打開所述一對模具，并且從所述一對模具取出最終成型產(chǎn)品。

附圖說明

圖1A-圖1C是表示通過根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的示例性半成型產(chǎn)品和示例性光擴(kuò)散透鏡的側(cè)視圖；

圖2是用在根據(jù)第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備中的模具的橫截面圖；

圖3是根據(jù)第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備的透視圖；

圖4是圖示將半成型產(chǎn)品和光擴(kuò)散透鏡從模具取出以及將半成型產(chǎn)品嵌入到模具內(nèi)且加熱的方式的圖；

圖5A-圖5D是圖示根據(jù)第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)方法中的過程步驟的圖；

圖6A-圖6C是表示在模具中的初級成型產(chǎn)品、次級成型產(chǎn)品和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡的橫截面圖；

圖7是通過根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）生產(chǎn)的具有四層疊層結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散透鏡的側(cè)視圖；

圖8是通過根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）生產(chǎn)的具有五層疊層結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散透鏡的側(cè)視圖；

圖9是通過根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）生產(chǎn)的具有兩層疊層結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散透鏡的側(cè)視圖；

圖10是用在根據(jù)第二實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）中的模具的橫截面圖；

圖11A-圖11D是圖示根據(jù)第二實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)方法中的過程步驟的圖；

圖12是用在根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）中的模具的橫截面圖；以及

圖13A-圖13D是圖示根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)方法中的過程步驟的圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備和方法的實(shí)施方式進(jìn)行描述。

（第一實(shí)施方式）

圖1A-圖1C是表示通過根據(jù)第一實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備（方法）生產(chǎn)的半成型產(chǎn)品和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡的圖。

圖1A示出初級成型產(chǎn)品10，其是僅由第一層構(gòu)成的半成型產(chǎn)品。初級成型產(chǎn)品10最終被成型成光擴(kuò)散透鏡（由例如三層熱塑性樹脂（成型材料）的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成），以用于室外照明、機(jī)動(dòng)車前燈等等。

圖1(B)示出次級成型產(chǎn)品（中間成型產(chǎn)品）12，其通過將圖1A的初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件放置在模具中并在該初級成型產(chǎn)品10的表面上形成第二層而制得。在次級成型產(chǎn)品12中，透鏡部分是凸面彎曲的。

圖1(C)示出了三級成型產(chǎn)品，其通過在作為嵌入構(gòu)件的圖1B的次級成型產(chǎn)品12的表面上形成第三層而制得。在該實(shí)施方式中，初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12是用作嵌入構(gòu)件的半成型產(chǎn)品，并且三級成型產(chǎn)品是作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14。

圖2是表示模具的圖，該模具用于注射成型機(jī)器的模具夾持設(shè)備中，以便成型光擴(kuò)散透鏡14。模具15包括固定模具16和可動(dòng)模具18。固定模具16安裝到模具夾持設(shè)備的固定壓板17，并且可動(dòng)模具18安裝到可動(dòng)壓板19。

以下三個(gè)空腔形成在固定模具16和可動(dòng)模具18的對置表面中：用于成型圖1A中所示的初級成型產(chǎn)品10的初級成型產(chǎn)品空腔20；用于成型圖1B中所示的次級成型產(chǎn)品12的次級成型產(chǎn)品空腔21；以及用于成型圖1C中所示的最終成型產(chǎn)品（光擴(kuò)散透鏡14）的最終成型產(chǎn)品空腔22。

在固定模具16中，以從注入口25分支的方式形成有分別與初級成型產(chǎn)品空腔20、次級成型產(chǎn)品空腔21和最終成型產(chǎn)品空腔22連通的流道23a、23b、23c。下述注射設(shè)備的注射噴嘴26連接到注入口25的開口，使得熔融樹脂（成型材料）被注射到模具中。

熔融樹脂被同時(shí)地或者在熱流道的閥門的控制下注射到初級成型產(chǎn)品空腔20、次級成型產(chǎn)品空腔21和最終成型產(chǎn)品空腔22中，從而初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和最終成型產(chǎn)品14被同時(shí)成型。

現(xiàn)在將參考圖3描述用于執(zhí)行根據(jù)該實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡成型方法的生產(chǎn)設(shè)備。

在圖3中，附圖標(biāo)記60指代整個(gè)光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備。光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備60包括模具夾持設(shè)備62、注射設(shè)備64、第一多軸機(jī)器人66和第二多軸機(jī)器人68，所述第一多軸機(jī)器人66作為運(yùn)輸裝置運(yùn)行以用于將光擴(kuò)散透鏡14的半成型產(chǎn)品作為嵌入構(gòu)件嵌入到模具15的空腔中，所述第二多軸機(jī)器人68作為加熱裝置運(yùn)行以用于將被嵌入的半成型產(chǎn)品的表面加熱。

模具夾持設(shè)備62包括驅(qū)動(dòng)部70，該驅(qū)動(dòng)部70安裝在基座69上，并且具有未示出的肘桿機(jī)構(gòu)，該肘桿機(jī)構(gòu)用于使可動(dòng)壓板19前后運(yùn)動(dòng)來打開/閉合模具，并且在閉合模具后夾持模具。如圖2所示，固定模具16安裝到固定壓板17，并且可動(dòng)模具18安裝到可動(dòng)壓板19。由固定模具16和可動(dòng)模具18構(gòu)成的模具15具有上述構(gòu)造。附圖標(biāo)記71指代系桿，該系桿在閉合模具之后被肘桿機(jī)構(gòu)拉動(dòng)并產(chǎn)生模具夾持力。

注射設(shè)備64經(jīng)由軌道72可運(yùn)動(dòng)地安裝在基座69上。注射設(shè)備64包括桶73、容納在桶73中的絲杠74、用于將樹脂作為成型材料饋送到桶73中的漏斗75、以及用于使絲杠73旋轉(zhuǎn)和前后運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器76。

注射噴嘴26設(shè)置在桶73的前端處。注射設(shè)備64前進(jìn)，則注射噴嘴26連接于固定模具16，如圖2所示。當(dāng)熔融樹脂已經(jīng)被稱重并聚積在桶73中的絲杠74的前方時(shí)，通過使絲杠74前進(jìn)，熔融樹脂從注射噴嘴26注射到模具15中的空腔中。

現(xiàn)在將描述第一多軸機(jī)器人66和第二多軸機(jī)器人68。

第一多軸機(jī)器人（運(yùn)輸裝置）66進(jìn)行如下過程步驟：將初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14（如圖1A-圖1C所示）從打開的模具15取出，并將另一初級成型產(chǎn)品10和另一次級成型產(chǎn)品12作為嵌入構(gòu)件放在模具15中。

在該實(shí)施方式中，從模具15取出的作為最終產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14被第一多軸機(jī)器人66載置到運(yùn)輸傳送器78。從模具15取出的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12被第一多軸機(jī)器人66暫時(shí)放置（存儲）在位于機(jī)器人存取區(qū)域中的溫度調(diào)節(jié)臺（存儲部）80上，在此初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的溫度被調(diào)節(jié)成低于熱變形溫度的預(yù)定溫度。

如圖4所示，溫度已被調(diào)節(jié)成低于熱變形溫度的溫度的多個(gè)初級成型產(chǎn)品10和多個(gè)次級成型產(chǎn)品12被設(shè)置在溫度調(diào)節(jié)臺80上。第一多軸機(jī)器人66將溫度已達(dá)到預(yù)定溫度（適當(dāng)溫度）的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12從溫度調(diào)節(jié)臺80取走，并且將其作為嵌入構(gòu)件設(shè)置在可動(dòng)模具18中。初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件被設(shè)置在次級成型產(chǎn)品空腔21中，并且次級成型產(chǎn)品12作為嵌入構(gòu)件被設(shè)置在最終成型產(chǎn)品空腔22中。

在該實(shí)施方式中，除了執(zhí)行從模具取出半產(chǎn)品和最終產(chǎn)品并將半產(chǎn)品嵌入到模具中的操作的第一多軸機(jī)器人66之外，還安裝有第二多軸機(jī)器人（加熱裝置）68，該第二多軸機(jī)器人68執(zhí)行加熱被嵌入到可動(dòng)模具18中的作為半產(chǎn)品的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的操作。紅外線加熱器35或者類似件作為加熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在第二多軸機(jī)器人68的臂的前端處。

現(xiàn)在將參考圖5A-圖5D順次描述由如此構(gòu)造的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行的光擴(kuò)散透鏡成型方法中的過程步驟。

在根據(jù)該實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)方法中，并行執(zhí)行初級成型產(chǎn)品10的成型、次級成型產(chǎn)品12的成型和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14的成型，以便簡化生產(chǎn)過程。為了更容易地理解過程步驟，描述開始于初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和光擴(kuò)散透鏡14的成型的前一循環(huán)剛剛完成之時(shí)。

首先，圖5A圖示了在完成壓力傳遞步驟之后從固定模具16打開可動(dòng)模具18的步驟。此時(shí)，初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和光擴(kuò)散透鏡14保持在可動(dòng)模具18中。

圖5B圖示了從可動(dòng)模具18取出初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和光擴(kuò)散透鏡14的步驟。在該實(shí)施方式中，第一多軸機(jī)器人66的臂具有兩級吸盤32。第一級吸盤36是用于吸引和保持被置于溫度調(diào)節(jié)臺80上且溫度已被調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的吸盤。第二級吸盤37是用于吸引和保持已成型的初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14、并且將其從可動(dòng)模具18取出的吸盤。

在該實(shí)施方式中，第一多軸機(jī)器人66在借助第一級吸盤36保持經(jīng)溫度調(diào)節(jié)的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的同時(shí)，還允許吸盤32進(jìn)入在打開的模具的固定模具16和可動(dòng)模具18之間的空間。之后第一多軸機(jī)器人66借助第二級吸盤37吸引并保持初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和光擴(kuò)散透鏡14，并且將其從可動(dòng)模具18取出。

接著，如圖5C所示，第一多軸機(jī)器人66使吸盤32旋轉(zhuǎn)180度，并且將被第一級吸盤36保持的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12作為嵌入構(gòu)件分別放置到次級成型產(chǎn)品空腔21和最終成型產(chǎn)品空腔22中。

通過以上述方式使用具有前/后兩個(gè)吸盤的吸盤32，能夠在同一過程步驟中連續(xù)執(zhí)行取出半成型產(chǎn)品和光擴(kuò)散透鏡14、以及將半產(chǎn)品作為嵌入構(gòu)件設(shè)置到可動(dòng)模具18中。

然后，將取出的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12運(yùn)輸?shù)綔囟日{(diào)節(jié)臺80，在此其溫度被調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度，并且等待直到其被嵌入到模具5中。當(dāng)聚碳酸酯（PC）樹脂被用作成型材料時(shí)，熱變形溫度是130℃至140℃，但是其可根據(jù)樹脂質(zhì)量和等級而稍稍變化。在丙烯酸樹脂（例如PMMA）的情況下，熱變形溫度是70℃至100℃。根據(jù)成型材料的類型，初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的溫度被調(diào)節(jié)成稍低于熱變形溫度的溫度。

在該實(shí)施方式中，作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14被傳送到圖3所示的運(yùn)輸傳送器78。

圖5D示出了加熱半成型產(chǎn)品的步驟，即根據(jù)該實(shí)施方式的光擴(kuò)散透鏡14生產(chǎn)過程中的最重要步驟。加熱物體是作為嵌入構(gòu)件被放置在次級成型產(chǎn)品空腔21中的初級成型產(chǎn)品10以及作為嵌入構(gòu)件被放置在最終成型產(chǎn)品空腔22中的次級成型產(chǎn)品12。

圖3中所示的第二多軸機(jī)器人68允許作為在臂的前端處設(shè)置的（外部）加熱機(jī)構(gòu)的紅外線加熱器35或者類似件進(jìn)入在打開的模具的固定模具16和可動(dòng)模具18之間的空間。

在作為半成型產(chǎn)品的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12中，要被加熱的部分是供樹脂層在下一步驟中疊層的表面，即面向固定模具16的整個(gè)表面。初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的表面被加熱到高于作為成型材料的樹脂的熔化溫度的溫度，使得僅成型產(chǎn)品的表面變成熔融狀態(tài)。當(dāng)作為成型材料的熱塑性樹脂是聚碳酸酯（PC）樹脂時(shí)，熔化溫度是大約240℃，并且在丙烯酸（PMMA）樹脂的情況下，是大約160℃。加熱溫度的上限等于成型溫度。當(dāng)初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12的表面已經(jīng)變成熔融狀態(tài)時(shí)，第二多軸機(jī)器人68從模具15撤回紅外線加熱器35。

接著，將模具15閉合和夾持。然后，將圖3中所示的注射設(shè)備64連接到模具15，并且執(zhí)行將樹脂（成型材料）注射到模具15中的填料步驟（注射填料步驟）。

在該實(shí)施方式中，模具15中的所有空腔，即初級成型產(chǎn)品空腔20、次級成型產(chǎn)品空腔21和最終成型產(chǎn)品空腔22，通過填料步驟同時(shí)被熔融樹脂材料填充。在該實(shí)施方式中，相同的樹脂從單個(gè)注射設(shè)備注射到空腔中。

圖6A示出在初級成型產(chǎn)品空腔20中的初級成型產(chǎn)品10的橫截面，圖6B示出在次級成型產(chǎn)品空腔21中的次級成型產(chǎn)品12的橫截面，并且圖6C示出在最終成型產(chǎn)品空腔22中的光擴(kuò)散透鏡14的橫截面。

如圖6A所示，由單個(gè)樹脂層構(gòu)成的初級成型產(chǎn)品10通過熔融樹脂的填充而在初級成型產(chǎn)品空腔20中形成。

另一方面，如圖6B所示，熔融樹脂被填充到次級成型產(chǎn)品空腔21中，在該次級成型產(chǎn)品空腔21中，初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件被放置；因此，第二樹脂層被疊層到初級成型產(chǎn)品10的表面。因?yàn)槌跫壋尚彤a(chǎn)品10的表面已經(jīng)被加熱并且已經(jīng)變成熔融狀態(tài)，所以注射的熔融樹脂能夠以均質(zhì)熔融狀態(tài)粘附到與初級成型產(chǎn)品10的界面。此外，在與初級成型產(chǎn)品10的表面接觸時(shí)不存在熔融樹脂溫度的降低。因此，熔融樹脂在保持良好的流動(dòng)性且沒有局部固化的同時(shí)填充到次級成型產(chǎn)品空腔21中。

因此，注射的熔融樹脂在維持與初級成型產(chǎn)品10的界面處的足夠的粘附和流動(dòng)性的同時(shí)填充到次級成型產(chǎn)品空腔21中。因此，壓力在熔融樹脂內(nèi)均勻傳遞。這能夠避免在一部分（諸如靠近門的部分）中高殘余應(yīng)力而在另一部分中低殘余應(yīng)力的現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在填料步驟之后執(zhí)行的、在向樹脂施加壓力的同時(shí)固化熔融樹脂的壓力傳遞步驟中，能夠防止不均勻的殘余應(yīng)力留在第二層中，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力的均勻分布。

類似地，如圖6C所示，熔融樹脂被填充到最終成型產(chǎn)品空腔22中，在該最終成型產(chǎn)品空腔22中，次級成型產(chǎn)品12作為嵌入構(gòu)件被放置；第三樹脂層被疊層到次級成型產(chǎn)品12的表面。

同樣在最終成型產(chǎn)品空腔22中，次級成型產(chǎn)品12的表面已經(jīng)被加熱并且已經(jīng)變成熔融狀態(tài)，并且因此注射的熔融樹脂能夠以均質(zhì)熔融狀態(tài)粘附到與次級成型產(chǎn)品12的界面。因此，注射的熔融樹脂在維持與次級成型產(chǎn)品12的界面處的足夠的粘附和流動(dòng)性的同時(shí)填充到三級成型產(chǎn)品空腔22中。因此，壓力在熔融樹脂內(nèi)均勻傳遞。因此，在填料步驟之后執(zhí)行的、在保持壓力的同時(shí)固化熔融樹脂的壓力傳遞步驟中，能夠防止不均勻的殘余應(yīng)力留在第三層中，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力的均勻分布。

光擴(kuò)散透鏡14的疊層優(yōu)選地以如下方式執(zhí)行，即如在該實(shí)施方式中，透鏡的凸面彎曲的突出從構(gòu)成光擴(kuò)散透鏡14的底部的初級成型產(chǎn)品10逐步增加。這樣的疊層方式能夠穩(wěn)定半成型產(chǎn)品在被運(yùn)輸?shù)綔囟日{(diào)節(jié)臺80時(shí)的形態(tài)，并且能夠有助于將半成型產(chǎn)品放置在溫度調(diào)節(jié)臺80上。

一旦完成填料步驟，則過程在保持壓力的同時(shí)前進(jìn)到上述壓力傳遞步驟。

在初級成型產(chǎn)品空腔20、次級成型產(chǎn)品空腔21和三級成型產(chǎn)品空腔22中的熔融樹脂固化之后，執(zhí)行圖5A中所示的模具打開步驟和圖5B中所示的成型產(chǎn)品取出步驟。隨后，連續(xù)重復(fù)相同的成型循環(huán)。

如上文所述，根據(jù)該實(shí)施方式，在第二層被疊層到初級成型產(chǎn)品10之前，初級成型產(chǎn)品10（第一半產(chǎn)品）的表面被加熱成熔融狀態(tài)，并且在第三層被疊層到次級成型產(chǎn)品12之前，次級成型產(chǎn)品12（接下來的半產(chǎn)品）的表面類似地被加熱成熔融狀態(tài)。這使得能夠成型光擴(kuò)散透鏡14（最終成型產(chǎn)品），該光擴(kuò)散透鏡14是具有優(yōu)異的光學(xué)性能且即使厚度大也具有均勻的應(yīng)力分布的高品質(zhì)塑料透鏡。此外，能夠通過使用相同的模具15同時(shí)并行地成型初級成型產(chǎn)品10、次級成型產(chǎn)品12和光擴(kuò)散透鏡14（最終成型產(chǎn)品）。因此，能夠高效率地生產(chǎn)厚的光擴(kuò)散透鏡14。

此外，在該實(shí)施方式中，作為半成型產(chǎn)品的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12被暫時(shí)地放置（存儲）在能夠調(diào)節(jié)溫度的溫度調(diào)節(jié)臺（存儲部）80上。這能夠防止將用作嵌入構(gòu)件的作為半成型產(chǎn)品的初級成型產(chǎn)品10和次級成型產(chǎn)品12完全固化，從而使得能夠在之后的加熱步驟中順暢地執(zhí)行加熱。

雖然上述實(shí)施方式涉及由三層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡14的成型，但也能夠通過使用具有限定各疊層階段的成型產(chǎn)品形狀的空腔的模具來成型由四層或五層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡14。

圖7示出了由四層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡14。在該光擴(kuò)散透鏡14的情況下，次級成型產(chǎn)品50和三級成型產(chǎn)品51是在初級成型產(chǎn)品10和最終成型產(chǎn)品之間的中間成型產(chǎn)品。每個(gè)半成型產(chǎn)品均在下一疊層階段用作產(chǎn)品成型時(shí)的嵌入構(gòu)件：初級成型產(chǎn)品10用作次級成型產(chǎn)品50成型時(shí)的嵌入構(gòu)件；次級成型產(chǎn)品50用作三級成型產(chǎn)品51成型時(shí)的嵌入構(gòu)件；并且三級成型產(chǎn)品51用作最終成型產(chǎn)品成型時(shí)的嵌入構(gòu)件。

圖8示出了由五層疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡14。在該光擴(kuò)散透鏡14的情況下，次級成型產(chǎn)品50、三級成型產(chǎn)品51和四級成型產(chǎn)品52是在初級成型產(chǎn)品10和最終成型產(chǎn)品之間的中間成型產(chǎn)品。每個(gè)半成型產(chǎn)品均在下一疊層階段用作產(chǎn)品成型時(shí)的嵌入構(gòu)件：初級成型產(chǎn)品10用作次級成型產(chǎn)品50成型時(shí)的嵌入構(gòu)件；次級成型產(chǎn)品50用作三級成型產(chǎn)品51成型時(shí)的嵌入構(gòu)件；三級成型產(chǎn)品51用作四級成型產(chǎn)品52成型時(shí)的嵌入構(gòu)件；并且四級成型產(chǎn)品52用作最終成型產(chǎn)品成型時(shí)的嵌入構(gòu)件。

前文描述了用于成型由三、四或五個(gè)樹脂層的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡14的過程。描述開始于半產(chǎn)品和光擴(kuò)散透鏡14的成型的前一循環(huán)剛剛完成之時(shí)。

在第一成型循環(huán)開始時(shí)，用作嵌入構(gòu)件的半成型產(chǎn)品還沒有被成型。因此，半成型產(chǎn)品在不同于上述用于成型最終成型產(chǎn)品的過程的初步成型過程中被制備，并且在第一成型循環(huán)之前經(jīng)歷以上述方式執(zhí)行的溫度調(diào)節(jié)。第一成型循環(huán)開始于將如此制備的半成型產(chǎn)品放置到用于下一疊層階段的產(chǎn)品成型的空腔中。

（第二實(shí)施方式）

在上述第一實(shí)施方式中，最終成型產(chǎn)品14（其是由三層或更多層的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光擴(kuò)散透鏡）以如下方式被成型：次級成型產(chǎn)品12通過使用初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件而被疊層成型，并且之后次級成型產(chǎn)品12用作嵌入構(gòu)件。

另一方面，在下述第二實(shí)施方式中，具有兩層疊層結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散透鏡通過使用初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件而被成型。

圖9示出了借助根據(jù)第二實(shí)施方式的生產(chǎn)設(shè)備（方法）生產(chǎn)的光擴(kuò)散透鏡14。如第一實(shí)施方式那樣，用作嵌入構(gòu)件的初級成型產(chǎn)品10構(gòu)成透鏡的底部：通過將熱塑性樹脂層疊層到初級成型產(chǎn)品10，形成凸面彎曲透鏡部分。

圖10是表示在光擴(kuò)散透鏡的成型中使用的模具的圖。與圖2中所示的第一實(shí)施方式所用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記用于表示相同部件，并且省略了對其的詳細(xì)描述。

在圖10所示的模具40中，由固定模具41和可動(dòng)模具42的對置表面形成限定光擴(kuò)散透鏡14的形狀的最終成型產(chǎn)品空腔44。流道43與最終成型產(chǎn)品空腔44連通。初級成型產(chǎn)品10被嵌入到最終成型產(chǎn)品空腔44中。初級成型產(chǎn)品10已在不同的注射成型機(jī)器中被成型，并且其溫度已經(jīng)被調(diào)節(jié)。

現(xiàn)在將參考圖11A-圖11D來描述使用模具40的成型過程。

圖11A圖示了在完成先前的成型循環(huán)之后從固定模具41打開可動(dòng)模具42的步驟。在先前的成型循環(huán)中生產(chǎn)的作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14等候從模具移除。

接著，如圖11B所示，吸盤32將初級成型產(chǎn)品10從圖3所示的溫度調(diào)節(jié)臺80運(yùn)輸?shù)焦潭＞?1和可動(dòng)模具42之間，且在保持初級成型產(chǎn)品10的同時(shí)吸引并保持作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14，并將其從可動(dòng)模具42取出。接著，如圖11C所示，整個(gè)吸盤32旋轉(zhuǎn)180度，并且將由第一級吸盤36保持的初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件放置到空腔44中。其后，作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14被運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)輸傳送器78。

接著，如圖11D所示，紅外線加熱器35進(jìn)入固定模具41和可動(dòng)模具42之間的空間中，并且加熱初級成型產(chǎn)品10的表面直到其變成熔融狀態(tài)。然后將模具閉合并夾持。其后，如圖10所示，將注射設(shè)備64的注射噴嘴26連接到模具，并且將成型材料填充到空腔44中。

在上述實(shí)施方式中，已在不同的成型設(shè)備中被成型的初級成型產(chǎn)品10被用作嵌入構(gòu)件。但是，如第一實(shí)施方式那樣，初級成型產(chǎn)品10和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14也可以通過使用如圖12所示的模具同時(shí)成型。

在圖12所示的模具50中，由固定模具51和可動(dòng)模具52的對置表面，形成限定初級成型產(chǎn)品10的形狀的初級成型產(chǎn)品空腔53和限定光擴(kuò)散透鏡14的形狀的最終成型產(chǎn)品空腔54。在固定模具51中，形成有從流道55分支且分別與初級成型產(chǎn)品空腔53和最終成型產(chǎn)品空腔54連通的流道56a、56b。

現(xiàn)在將參考圖13A-圖13D來描述使用模具50的成型過程。

圖13A圖示了在完成先前的成型循環(huán)之后從固定模具51打開可動(dòng)模具52的步驟。已在先前的成型循環(huán)中生產(chǎn)的初級成型產(chǎn)品10和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14等候從模具移除。

接著，如圖13B所示，吸盤32的第一級吸盤36將經(jīng)溫度調(diào)節(jié)的初級成型產(chǎn)品10從溫度調(diào)節(jié)臺80運(yùn)輸?shù)焦潭＞?1和可動(dòng)模具52之間，同時(shí)第二級吸盤37吸引并保持作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14，并將其從可動(dòng)模具52取出。接著，如圖13C所示，整個(gè)吸盤32旋轉(zhuǎn)180度并且將由第一級吸盤36保持的初級成型產(chǎn)品10作為嵌入構(gòu)件放置到最終成型產(chǎn)品空腔54中。其后，已成型的初級成型產(chǎn)品10和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14被運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)輸傳送器78。

接著，如圖13D所示，紅外線加熱器35進(jìn)入固定模具51和可動(dòng)模具52之間的空間，并且加熱初級成型產(chǎn)品10的表面直到其變成熔融狀態(tài)。然后將模具閉合并夾持。其后，如圖12所示，將注射設(shè)備64的注射噴嘴26連接到模具，并且將相同的成型材料同時(shí)填充到初級成型產(chǎn)品空腔53和最終成型產(chǎn)品空腔54中。以此方式，能夠并行地同時(shí)成型作為半成型產(chǎn)品的初級成型產(chǎn)品10和作為最終成型產(chǎn)品的光擴(kuò)散透鏡14。

如上文所述，在接下來的第二層被疊層到初級成型產(chǎn)品10之前，將初級成型產(chǎn)品10（第一半產(chǎn)品）的表面加熱成熔融狀態(tài)。這使得能夠?qū)⒐鈹U(kuò)散透鏡14（最終成型產(chǎn)品）成型成具有優(yōu)異的光學(xué)性能且具有均勻的應(yīng)力分布的高品質(zhì)塑料透鏡。

雖然已經(jīng)參考成型由2、3、4或5個(gè)樹脂層的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的透鏡的優(yōu)選實(shí)施方式描述了根據(jù)本發(fā)明的光擴(kuò)散透鏡生產(chǎn)設(shè)備和方法，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用到包括成型和疊層5個(gè)以上的樹脂層來形成光擴(kuò)散透鏡的成型過程。