精密玻璃成型和精密模压光学

描述

    本文主要介绍精密玻璃成型和精密模压光学。

  高端手机的镜头除了有塑料镜片外,也加入玻璃镜片。手机用的玻璃镜片和和塑料镜片一样,都是用模具制造的。(机械研磨抛光的方式无论是效率还是成本都满足不了手机镜片需求。)

  Precision glass molding精密玻璃成型(PGM)是一种工艺,通过将玻璃成型为成型工具并创建成品透镜,无需任何额外步骤,即可从玻璃生产高精度光学元件(无需研磨和抛光、金刚石车削工艺或MRF精加工)。该工艺也被称为超精密玻璃压制。

  与机械透镜生产(研磨和抛光)相比,其主要优点是可以经济高效地生产复杂的透镜几何形状,如非球面(在几分钟内而不是几小时内)。

  

光学

图1 玻璃成型的基本步骤。

  图1显示了基本的玻璃成型步骤:

  1.将玻璃“料滴”装入成型工具。

  2.用氮气(N2)填充工作区域,以去除其中的氧气。

  3.用红外灯和吸尘器加热模具、模具和“料滴”玻璃(此时,上模和玻璃之间没有接触)。

  4.达到合适的温度(玻璃的转变/软化点)后,控制移动按压玻璃:上模向下或下模向上。

  5.通过力控制过程实现元件的最终厚度。

  6.冷却玻璃并向环境中充入氮气。

  7.冷却后,将透镜从模具中取出。

  

光学

  图2 玻璃成型中的其他必要步骤。

  图2显示了该过程的其他必要步骤:设计和定义成型元件的规格、模具设计和制造、控制过程、必要时的补偿,当然还有最终元件的检查。

  该过程在专门的成型机上执行,该成型机在过程中精确控制温度、行程和力。成型过程中使用的工具必须能够承受高温和高压(适合加工成精确的表面轮廓),并且需要能够抵抗与玻璃的化学相互作用。每生产一定数量后,模具本身需要检查和维修。

  参考文献

  Optics Inspections and Tests A Guide for Optics Inspectors and Designers (Michael Hausner)

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