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非球面鏡片的制造方法以及選擇

作者:時間:2020-04-13 19:12:25689 次瀏覽

由于復雜的表面輪廓,與傳統的球形透鏡相比,非球面透鏡的制造更加困難??梢允褂脦追N方法來生產非球面鏡片。這些方法中的每一種都有其獨特的優點和局限性。

精密玻璃成型非球面透鏡具有批量生產和高熱穩定性的特點,適合大批量,高質量和高熱穩定性的需求。

精密拋光的非球面鏡片具有交貨期短,無需模具的特點,適合需要樣品制作和小批量生產的場合。 塑料模制非球面鏡片具有成本低,重量輕的特點,適用于那些需要大體積,中等質量和低熱穩定性的人。 對于光學工程師來說,重要的是要了解制造技術,并在考慮透鏡應用,性能要求,開發成本,樣品成本,生產零件成本和項目時間表的情況下選擇最佳制造方法。

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下面我我們跟著歐特小編來了解下非球面透鏡的幾種加工制造方法
精密玻璃成型 

精密玻璃成型是將玻璃材料在高溫下加熱到足夠的可延展性以均勻地壓入非球面模具中的一種制造技術。在玻璃和模具逐漸冷卻至室溫后,所得的鏡片將保持模具的形狀。制造精密玻璃模具的初始成本很高。但是,一旦模具完成,每個鏡片的增量成本就低于標準制造技術。該制造技術特別適合于高質量非球面透鏡的大量生產。

與模制塑料透鏡相比,模制玻璃透鏡由于玻璃的熱穩定性,高光學質量和更高的耐用性而在各透鏡之間具有更高的性能一致性。

CNC和MRF精密拋光

幾十年來,一次研磨和拋光一個非球面鏡片的方法一直是標準的制造工藝。最近,計算機數控(CNC)精密拋光可以自動調整工具的保壓參數,以精確地形成非球面形狀。當需要更高質量的拋光時,可以采用磁流變拋光(MRF),因為去除率高,可以校正表面輪廓。雖然其他制造技術需要高成本的模具,但精密拋光方法利用標準工具,使其成為原型設計和小批量生產的首選。

金剛石車削 

與打磨和拋光類似,單點金剛石車削(SPDT)可用于一次制造一個單透鏡。金剛石車削可以在光學表面的質量上提供很高的精度,但是在材料選擇上有些限制。但是,SPDT中使用的刀具尺寸明顯小于精密拋光中使用的刀具尺寸,從而產生具有改善的表面光潔度和形狀精度的表面。標準光學眼鏡無法通過金剛石車削成型,而塑料,金屬和晶體則可以。

注塑成型 

除了模制玻璃鏡片,也可以使用模制塑料鏡片。塑料注射成型將熔融塑料注入非球面模式,以生產塑料非球面鏡片。與玻璃相比,塑料不具有良好的熱穩定性和耐刮擦性。雖然這種方法不能生產高精度的非球面鏡片,但它確實允許在相對較高的前期加工費用后以極低的成本進行批量生產。塑料鏡片被描述為低成本,輕質且易于添加安裝功能。塑料非球面材料廣泛用于要求中等質量和低熱穩定性的光學系統。

通過將相當薄的球形光學聚合物層添加到常規玻璃透鏡(例如消色差透鏡)中,微注射成型或聚合物成型方法已用于生產混合精密玻璃-聚合物透鏡。模制在室溫下而不是在高溫下進行,因此在模具中產生的應力較小。由于模具易于制造,因此模具成本較低。玻璃-聚合物混合材料由于其重量輕且生產零件成本低而廣泛用于光學系統。該聚合物還不如玻璃耐用,因此對于暴露于惡劣環境的表面而言,這是不理想的解決方案。



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