bedrijfsnieuws over De analyse van de precisievormtechnologie van optische asferische lenzen

De precisie -vormtechnologieanalyse van optischAsferische lens 

De vormtechnologie is een zeer nauwkeurige productieproces voor optische componenten. Het gaat om het plaatsen van zachte glas in hoogcisiemalen, waar het direct wordt gevormd in optische onderdelen die voldoen aan de gebruikseisen door een stappen onderwarming, druk en zuurstofvrije omstandigheden.

Sinds de succesvolle ontwikkeling in het midden van de jaren tachtig is deze technologie gedurende decennia geëvolueerd en staat nu een van 's werelds meest geavanceerde productiemethoden voor optische componenten, waarbij praktische productiestadia in verschillende landen worden bereikt.

De wijdverbreide acceptatie van deze technologie is een revolutionaire vooruitgang in de verwerking van optische glascomponenten. Door directe vorming van precisie -asferische optische componenten mogelijk te maken, heeft het een tijdperk ingeluid waarin asferische glasoptica op grote schaal kunnen worden geïntegreerd in optische instrumenten.

Bijgevolg heeft deze innovatie het ontwerp van het optische systeem getransformeerd: het verminderen van instrumentgrootte en -gewicht, het besparen van materialen, het verlagen van coating- en assemblagelasters, het verlagen van de kosten, terwijl tegelijkertijd de optische prestaties en beeldvormingskwaliteit worden verbeterd.

Voordelen van gevormde optische glascomponenten:

1. Elimineert traditionele slijp-, polijsten-, rand- en centreerprocessen en tegelijkertijd hoge dimensionale nauwkeurigheid, oppervlaktefiguurprecisie en lage oppervlakteruwheid.
2. Vermindert de vereisten voor productieapparatuur, hulpmiddelen, fabrieksruimte en bekwame arbeid, waardoor een hoge productiviteit mogelijk is, zelfs in kleine workshops.
3. Vergemakkelijkt de economische massaproductie van precisie -asferische optische componenten.
4. Zorgt voor dimensionale nauwkeurigheid en herhaalbaarheid door precieze controle van temperatuur- en drukparameters.
5. Schakel gieten van kleine asferische lensarrays mogelijk.
6. Maakt integratie van optische componenten mogelijk met montagereferentieoppervlakken in afzonderlijke eenheden.

Huidige productiespecificaties voor asferische componenten:

• Diameter: 2-50 mm (± 0,01 mm tolerantie)

• Dikte: 0,4-25 mm (± 0,01 mm tolerantie)

• Kromtestraal: ≥5 mm

• Oppervlakte -figuur Nauwkeurigheid: 1,5λ

• Oppervlakteruwheid: conform met de Amerikaanse militaire standaard 80-50

• Refractieve indexregeling: ± 5 × 10⁻⁴

• Refractieve homogeniteit: <5 × 10⁻⁶

• BireFringence: <0,01λ/cm

Belangrijke aspecten van precisie -glazen vormtechnologie

Deze uitgebreide technologie vereist gespecialiseerde vormmachines, hoogwaardige mallen en geoptimaliseerde procesparameters. Kritische elementen omvatten vormmethoden, glazen selectie, blanco voorbereiding en vormmaterialen/fabricage.

1. Vormmethoden
Precisievorming werd levensvatbaar door het ontwikkelen van schimmelmaterialen die de hechting weerstaan ​​tegen verzacht glas. Vroege methoden omvatten het gieten van gesmolten glas in vormen> 50 ° C boven glasovergangstemperatuur (TG), waardoor hechting, porositeit, oppervlaktedefecten en slechte vorm nauwkeurigheid veroorzaken.

Modern isotherm persing:

• Gebruikt speciaal gemanipuleerde mallen

• Verwarmt glas en vormt samen tot bijna verzachtende punt in zuurstofvrije omgevingen

• Past druk uit bij uniforme temperatuur

• Handhaaft druk tijdens het afkoelen onder TG
  (Glass viscosity: ~10⁷·⁶ poise at softening point; ~10¹³·⁴ poise at Tg)
  Voordeel: hoog-nauwkeurige schimmelreplicatie.
  Beperking: langzame verwarming/koelcycli verminderen de doorvoer.

Verbeteringen en alternatieven:

• Multi-Mold-opstellingen verhogen de productiviteit (hoewel duur voor asferische mallen)

• Niet-isotherme persing: hogere snelheid en mal met de levensduur door dichter bij lege omstandigheden te werken

• Lopende R&D bij directe vorming van gesmolten glasstromen

2. Glazen soorten en spaties
Blanke kwaliteit heeft direct gevolgen voor gevormde producten. Terwijl de meeste optische glazen vormbaar zijn, versnellen de glazen met een hoogverzachtende punt de afbraak van schimmels. Voorkeursmaterialen zijn lage TG-glazen (∼600 ° C) die:

• Vermeld kosteneffectieve lege productie

• Uitsluiting van milieugevaarlijke stoffen (bijv. PBO, AS₂O₃)

Blanco vereisten:

• Glad, schoon pre-golderoppervlak

• Geoptimaliseerde geometrie (bolvormig, schijfvormig of meniscus)

• Nauwkeurige volumeregeling
  Spaties worden meestal gevormd door koud slijpen of warm drukken.

3. Schimmelmaterialen en fabricage
Ideale schimmelseigenschappen:

• Defectvrije, polijstbare optische oppervlakken

• Oxidatieweerstand en structurele stabiliteit bij hoge temperaturen

• Niet-reactief met glas, gemakkelijke demolding

• Hardheid en kracht op hoge temperatuur

Veel voorkomende schimmeloplossingen:

• Noble metaal/met tinnen gecoate carbide-substraten

• Koolstof/diamantachtige koolstoffilms op SIC/carbide-bases

• Cr₂o-zro₂-tio₂ keramische composieten

Precisie -bewerkingseisen:

• Ultra-precisie CNC-machines (≤0,01 μm resolutie)

• Diamant slijpende wielen voor het vormen

• Volgende polijsten naar optische afwerking

• Geavanceerde asferische metrologie voor kwaliteitscontrole (kritisch voor arrays van micro-lens)

4. Toepassingen
Huidige massaproductiemogelijkheden zijn onder meer:

• Precisie sferische/asferische lenzen (standaard: Ø15 mm; groot: Ø50 mm)

• Micro-lens arrays (enkele lens: Ø100 μm)

Belangrijke implementaties:
① Militaire/civiele optische instrumenten (lenzen,,prisma's,,filters))
② Fiber-optische communicatie-asferische koppelingen
③ Optische schijf ophalen lenzen:Eén gevormde asfeer vervangt drie sferische lenzen, waardoor het gewicht wordt verlaagd en de kosten met 30-50% verlagen, terwijl de axiale aberratiecontrole bij hoge NAS wordt verbeterd.
④ Camera Viewfinders, projector/cameralensversterking