光學(xué)零件毛坯的壓型工藝直接與光學(xué)玻璃熔煉技術(shù)和光學(xué)加工工藝有關(guān)。因此考慮問(wèn)題時(shí)必須把它們當(dāng)做一個(gè)系統(tǒng)總體考慮才對(duì)。 ptcU_*Gd
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光學(xué)玻璃發(fā)展以來(lái),玻璃零件毛坯(透鏡、棱鏡)生產(chǎn)一般是將熔制好的玻璃毛坯料,再加熱軟化,裝入金屬模具內(nèi)加壓成大致的外形之后,再通過(guò)粗磨、細(xì)磨、拋光而制造出來(lái)。這種方法國(guó)外在70年代出現(xiàn)光學(xué)玻璃連續(xù)熔煉技術(shù)以后已下降做為輔助方法。 I(4k{=\ph]
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從70年代開(kāi)始,光學(xué)玻璃發(fā)達(dá)的日本主要工廠在光學(xué)玻璃生產(chǎn)中已采用最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝…三直生產(chǎn)工藝(三D),即直接通電熔化、直接壓型、直接精密退火,其中直接成型即連續(xù)熔煉或單坩堝漏料的滴料成型方法,國(guó)外又習(xí)慣稱(chēng)“一次壓型”。這種先進(jìn)的壓型工藝是將玻璃液直接壓制成光學(xué)毛坯,這樣大大簡(jiǎn)化過(guò)去二次壓型的生產(chǎn)工藝,節(jié)省人力、設(shè)備、降低能耗、提高原材料利用率。日本的保谷公司光學(xué)玻璃三直生產(chǎn)線,把用粘土坩堝爐古典方法需要170日、用鉑金坩堝澆注方法需要34日的生產(chǎn)周期縮短到了3日的生產(chǎn)周期。成品率從古典法最高的40%的水平提高到90%以上的水平。 0a5P@;"a
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光學(xué)玻璃壓型也叫做無(wú)研磨壓型,是指壓型制得的光學(xué)元件不需要研磨、拋光、磨邊、對(duì)中心等光學(xué)加工,直接裝配到光學(xué)儀器上去。這種光學(xué)玻璃壓型件對(duì)表面光潔度和尺寸精度要求相當(dāng)?shù)母,通常以光學(xué)塊規(guī)對(duì)光學(xué)元件的表面光潔度和尺寸精度進(jìn)行測(cè)量,以產(chǎn)生的干涉條紋數(shù)衡量其質(zhì)量,對(duì)用于照相機(jī)系統(tǒng)的透鏡來(lái)講通常要求通過(guò)透鏡半徑的牛頓環(huán)數(shù)應(yīng)少于6個(gè),通過(guò)兩個(gè)互相垂直半徑的牛頓環(huán)數(shù)的差要少于3個(gè),兩種牛頓環(huán)的個(gè)數(shù)越少,則鏡頭的質(zhì)量越高。 I
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精密壓型法是把加熱軟化了的玻璃放到用惰性氣體(如氮?dú)?保護(hù)的模具中去,這種模具的內(nèi)表面要有高的表面光潔度和高的尺寸精度;附著于內(nèi)表面的材料要有高的硬度,好的抗氧化性能,好的熱傳導(dǎo)性,在高溫下不與玻璃發(fā)生粘結(jié),有好的沖擊強(qiáng)度和抗析強(qiáng)度,不透過(guò)氣體,水蒸汽及液體。滿(mǎn)足上述要求的材料有玻璃碳、碳化硅和氮化硅。但玻璃碳比起后兩者組織松散易氧化,易擦傷,彈性模量小?箾_擊和抗析強(qiáng)度小,熱傳導(dǎo)性能差。從國(guó)外專(zhuān)利報(bào)導(dǎo)來(lái)看70年代初期成型模內(nèi)表面采用了玻璃碳,而70年代中期發(fā)表的專(zhuān)利則改用碳化硅或氮化硅了。把這兩種材料附著于模具內(nèi)表面的方法有(1)熱壓,(2)離子濺襯法,(3)氣相沉積法。其固著層的厚度至少為lOptm。這種模具的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,玻璃壓型完了之后,不能立即脫模,需使玻璃溫度降到轉(zhuǎn)變溫度以下再脫模。精密壓型可以壓制球面、非球面及其它復(fù)雜形狀的光學(xué)零件,壓型效率高,壓型質(zhì)量好。80年代中期在光學(xué)玻璃生產(chǎn)中采用模壓一次成型加工二玻璃精密透鏡的面型精度達(dá)Y/10,厚度和直徑公差達(dá)10UM,楔角小于10-3毫弧度,雙折射每CM小于Y/10,折射率均勻性達(dá)10-6,精密透鏡一次精密壓型在日本、德國(guó)等國(guó)家已經(jīng)采用。 FKP^f\!M
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光學(xué)玻璃生產(chǎn)經(jīng)歷了塊料一二次壓型型料一直接液態(tài)壓型型料的發(fā)展過(guò)程,正向著精密壓型發(fā)展。而我國(guó)目前光學(xué)玻璃生產(chǎn)主要供貨形式依然是塊料。從整個(gè)光學(xué)工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益考慮,發(fā)展型料生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。立足于我國(guó)目前光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝水平和市場(chǎng)的實(shí)際需要,應(yīng)首先搞好二次壓型生產(chǎn),在完善二次壓型生產(chǎn)中要注意解決好備料方法.離型劑、不粘玻璃的瓷盒材料和實(shí)現(xiàn)機(jī)械f{二自動(dòng)化等兒個(gè)主要工藝技術(shù)問(wèn)題,直接液態(tài)壓型較二次壓型有替明顯地技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,是今后光學(xué)玻璃生產(chǎn)的必由之路。但從我國(guó)當(dāng)前光學(xué)工業(yè)的實(shí)際需要出發(fā)同時(shí)參考國(guó)際上光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì),我國(guó)發(fā)展直接液態(tài)壓型要特別注意發(fā)展多品種、多規(guī)格小批量的直接壓型,而要解決好小批量的直接光學(xué)玻璃壓型就需首先解決小批量光學(xué)玻璃的熔煉技術(shù),發(fā)展與之相適應(yīng)的光學(xué)玻璃熔煉池爐。在發(fā)展完善二次壓型、直接液態(tài)壓型的同時(shí),應(yīng)積極開(kāi)展精密壓型的研究試驗(yàn),以使我國(guó)光學(xué)玻璃壓型技術(shù)早日趕上世界先進(jìn)水平。