LSR(液態硅膠)注塑憑借
高透光性、精密成型能力、優異耐候性三大核心優勢,在光學領域的應用正快速拓展,尤其適配 AR/VR、車載光學、消費電子光學等高端精密場景,成為傳統光學材料(如 PMMA、PC)的重要補充。其應用主要集中在
光學功能件、光學防護 / 密封件、光學組件包膠三大方向,具體解析如下:
- 高光學純度:選用光學級 LSR(如道康寧 SILPURAN® 6000 系列、瓦克 ELASTOSIL® LR 3003),透光率可達95%~98%(400~800nm 可見光波段),霧度≤0.5%,接近光學玻璃,且無明顯黃變(抗 UV 老化 5000 小時以上),適合直接作為光學傳輸或成像部件。
- 精密成型能力:LSR 黏度低(500~5000cP),可通過五軸加工模具(精度 ±0.005mm)成型非球面、自由曲面、微結構陣列等復雜光學結構,最小光學面公差≤0.001mm,滿足微型化、集成化光學設計(如 AR 眼鏡的光波導耦合器)。
- 極端環境耐受性:長期耐高低溫(-60℃~200℃),在高溫高濕(85℃/85% RH)環境下透光率變化≤1%;抗紫外線(UV365nm 照射 1000 小時無老化)、耐化學腐蝕(可耐受酒精、光學清洗劑擦拭),適配戶外車載、工業檢測等惡劣場景。
- 低收縮與尺寸穩定:LSR 硫化收縮率僅1.0%~1.5%(遠低于固態硅膠的 2%~3%),且收縮均勻,成型后光學件的曲率、焦距等關鍵參數穩定性高(偏差≤0.1%),避免因尺寸變化導致光學性能衰減。
- AR/VR 光學透鏡:應用于 AR 眼鏡的光波導耦合透鏡、VR 頭顯的菲涅爾透鏡,LSR 可一次注塑成型非球面或自由曲面結構(無需后續拋光),透光率≥96%,且重量比玻璃輕 40%,比 PMMA 耐沖擊性高 3 倍,適合穿戴設備的輕量化、耐摔需求。例如某品牌 AR 眼鏡的微顯示耦合透鏡,采用 LSR 注塑成型,直徑 5mm,中心厚度 0.8mm,焦距偏差≤0.01mm,實現清晰的虛擬圖像疊加。
- 車載激光雷達(LiDAR)光學件:包括激光雷達的發射 / 接收窗口、光學棱鏡,LSR 需滿足高透光(905nm 紅外波段透光率≥92%)、抗沖擊(耐 1.5m 跌落)、耐高低溫(-40℃~85℃),同時通過精密成型保證窗口平面度≤0.005mm,避免激光散射。某新能源車企的激光雷達窗口采用 LSR 注塑,配合納米增透涂層,光通效率提升 25%,且可耐受汽車發動機艙的高溫環境。
- 微型光學傳感器件:如醫療影像設備的微型鏡頭、消費電子的環境光傳感器(ALS)導光件,LSR 可成型直徑≤2mm 的微型透鏡陣列,每個透鏡的曲率一致性偏差≤0.002mm,確保傳感器接收光信號的均勻性,例如某手機的屏下指紋識別模塊,采用 LSR 導光柱,厚度 0.3mm,透光率 97%,提升指紋識別精度。
- 鏡頭防水 / 防塵密封件:應用于戶外相機鏡頭、車載攝像頭、無人機航拍鏡頭的密封圈、防塵罩,LSR 需具備 IP68 級防水能力(壓縮永久變形≤8%),同時不影響光學性能(密封件邊緣無眩光、無雜散光)。例如某戶外運動相機的鏡頭密封圈,采用低硬度 LSR(40 Shore A)注塑成型,截面直徑 1.5mm,與鏡頭金屬座精密貼合,防水同時耐受 - 20℃~60℃環境,確保鏡頭在水下 10 米正常工作。
- 光學組件緩沖 / 減震件:如投影儀鏡頭模組的減震墊、AR 眼鏡光學模塊的緩沖支架,LSR 通過調整硬度(30~60 Shore A)實現緩沖性能,避免振動導致光學件位移(減震率≥80%),同時其低揮發特性(VOC≤0.1%)可防止小分子污染光學鏡片,影響成像質量。

- 鏡頭模組金屬 / 塑膠支架包膠:為提升鏡頭模組的密封性和穩定性,將金屬(如鋁合金)或塑膠(如 PC)支架通過 LSR 注塑包膠,形成 “結構支架 + 硅膠密封” 一體化組件,LSR 包膠層厚度可控制在 0.1~0.3mm,與支架剝離強度≥15N/cm,避免鏡頭進水或進灰。例如某手機主攝模組的金屬支架,通過 LSR 包膠后,防水等級從 IP53 提升至 IP67,且包膠邊緣與鏡頭座的貼合公差≤0.01mm,無雜散光泄漏。
- 光學傳感器引線包膠:如醫療光學傳感器的信號引線,通過 LSR 注塑包膠實現絕緣和防水(耐電壓≥1000V),同時 LSR 的生物相容性(符合 ISO 10993)確保可植入或接觸人體,例如某血糖監測儀的光學傳感器引線,LSR 包膠層厚度 0.2mm,透光率 95%,既保護引線又不影響光學信號傳輸。
- 材料選型:必須選用光學級 LSR,避免普通 LSR 中的雜質(如金屬顆粒、未分散填料)影響透光性,優先選擇經過 FDA、ISO 10993 認證的高純度牌號。
- 模具與工藝控制:光學面模具需采用 S136H 或 NAK80 鋼,經鏡面拋光(Ra≤0.01μm);注塑時控制模具溫度(130~150℃)、注射壓力(30~60bar),避免膠料剪切過熱導致黃變,同時采用真空排氣(真空度 - 0.09MPa)消除氣泡。
- 后處理優化:光學件脫模后無需修邊(LSR 注塑飛邊≤0.05mm),可直接進行鍍膜(如增透膜、防反射膜),鍍膜前需用等離子清洗表面(去除殘留脫模劑),確保膜層附著力。
LSR 液態硅膠注塑在光學領域的應用,核心是憑借 “光學性能優 + 成型精度高 + 環境耐受性強”,填補了傳統光學材料在復雜結構成型、惡劣環境適應上的短板。目前其應用已從早期的光學防護件,向核心光學功能件(如 AR 透鏡、激光雷達窗口)拓展,尤其在車載、AR/VR、醫療光學等高端領域,成為推動產品小型化、高可靠性的關鍵工藝。隨著 LSR 材料光學性能的進一步提升(如紅外波段高透光改性),其在光學領域的應用場景將持續擴大。