notizie sull'azienda L'Analisi della Tecnologia di Stampaggio di Precisione delle Lenti Ottiche Asferiche

L'analisi della tecnologia di stampaggio di precisione diLenti asferiche 

La tecnologia di stampaggio è un processo di produzione di componenti ottici ad alta precisione, che consiste nel collocare il vetro ammorbidito in stampi ad alta precisione.in cui è direttamente formato in parti ottiche che soddisfano i requisiti di utilizzo mediante stampaggio in una sola fase sotto riscaldamento, pressione e condizioni prive di ossigeno.

Dal suo sviluppo con successo a metà degli anni '80, questa tecnologia si è evoluta nel corso dei decenni e ora è uno dei metodi di fabbricazione di componenti ottici più avanzati al mondo.raggiungendo le fasi pratiche di produzione in numerosi paesi.

L'adozione diffusa di questa tecnologia rappresenta un progresso rivoluzionario nella lavorazione di componenti ottici in vetro.ha inaugurato un'era in cui l'ottica del vetro asferico può essere ampiamente integrata negli strumenti ottici.

Di conseguenza, questa innovazione ha trasformato la progettazione dei sistemi ottici: riducendo le dimensioni e il peso degli strumenti, risparmiando materiali, riducendo i carichi di lavoro di rivestimento e di montaggio, riducendo i costi,migliorando contemporaneamente le prestazioni ottiche e la qualità delle immagini.

Vantaggi dei componenti di vetro ottico stampato:

1. Elimina i tradizionali processi di macinazione, lucidatura, taglio e centratura ottenendo al contempo un'elevata precisione dimensionale, precisione della figura della superficie e bassa rugosità superficiale.
2. Riduce i requisiti per attrezzature di produzione, attrezzature ausiliarie, spazio di fabbrica e manodopera qualificata, consentendo un'elevata produttività anche in piccoli laboratori.
3. Facilita la produzione di massa economica di componenti ottici asferici di precisione.
4. Garantisce l'accuratezza delle dimensioni e la ripetibilità attraverso un controllo preciso dei parametri di temperatura e pressione.
5. Permette di modellare piccoli array di lenti asferiche.
6. Consente l'integrazione di componenti ottici con superfici di riferimento di montaggio in unità singole.

Le specifiche di produzione attuali per i componenti asferici:

• Diametro: 2 ̊50 mm (tolleranza ± 0,01 mm)

• Spessore: 0,425 mm (tolleranza ± 0,01 mm)

• Radio di curvatura: ≥ 5 mm

• Precisione della figura superficiale: 1,5λ

• Roverezza della superficie: conforme allo standard militare USA 80-50

• Controllo dell'indice di rifrazione: ±5×10−4

• Omogeneità di rifrazione: < 5×10−6

• Birefringence: < 0,01λ/cm

Aspetti chiave della tecnologia di stampaggio di vetro di precisione

Questa tecnologia completa richiede macchine di stampaggio specializzate, stampi di alta qualità e parametri di processo ottimizzati.preparazione in bianco, e materiali/fabbricazione di stampi.

1. Metodi di stampaggio
Il stampaggio di precisione è diventato fattibile attraverso lo sviluppo di materiali da stampo che resistono all'adesione al vetro ammorbidito.I primi metodi consistevano nel versare in stampi > 50°C sopra la temperatura di transizione del vetro (Tg) pezzi bianchi di vetro fuso, causando adesione, porosità, difetti superficiali e scarsa precisione della forma.

Pressione isotermica moderna:

• Utilizza stampi appositamente progettati

• Scalda il vetro e gli stampi fino a raggiungere un punto di ammorbidimento in ambienti privi di ossigeno

• Applica pressione a temperatura uniforme

• Mantenere la pressione durante il raffreddamento al di sotto di Tg
  (Viscosità del vetro: ~107·6 equilibrio al punto di ammorbidimento; ~1013·4 equilibrio a Tg)
  Vantaggio: replicazione di muffe ad alta precisione.
  Limitazione: i cicli di riscaldamento/raffreddamento lenti riducono il rendimento.

Miglioramenti e alternative:

• Le impostazioni multi-stampo aumentano la produttività (anche se costose per gli stampi asferici)

• Pressione non isotermica: velocità più elevata e longevità dello stampo operando più vicino alle condizioni di formazione del vuoto

• Ricerca e sviluppo in corso nella stampatura diretta di flussi di vetro fuso

2. Tipi di vetro e vetri in bianco
La qualità dei vetri in bianco influisce direttamente sui prodotti stampati. Mentre la maggior parte dei vetri ottici sono moldabili, i vetri ad alto punto di ammorbidimento accelerano la degradazione della muffa.:

• Autorizzare una produzione in bianco conveniente

• Escludere le sostanze pericolose per l'ambiente (ad esempio, PbO, As2O3)

Requisiti in bianco:

• Superficie liscia e pulita prima del stampaggio

• Geometria ottimizzata (sferico, a forma di disco o menisco)

• Controllo preciso del volume
  I pezzi bianchi sono generalmente formati da macinatura a freddo o da pressatura a caldo.

3. Materiali per lo stampo e fabbricazione
Proprietà ideali della muffa:

• Superfici ottiche lucidabili, privi di difetti

• Resistenza all'ossidazione e stabilità strutturale ad alte temperature

• Non reattivo con il vetro, facile demolding

• Durezza e resistenza ad alte temperature

Soluzioni comuni di muffe:

• Substrati di metalli nobili/carburi rivestiti di TiN

• Foli di carbonio/carbonio a forma di diamante su basi di SiC/carburo

• Composti ceramici Cr2O-ZrO2-TiO2

Requisiti di lavorazione di precisione:

• Macchine CNC ad altissima precisione (risoluzione ≤ 0,01 μm)

• Altri macchinari per la lavorazione del metallo

• Polizione successiva fino alla finitura ottica

• Metrologia asferica avanzata per il controllo della qualità (critica per le matrici di micro-lenti)

4Applicazioni
Le attuali capacità di produzione di massa includono:

• Lenti sferiche/asferiche di precisione (standard: Ø15 mm; grandi: Ø50 mm)

• Dispositivi di micro-lenti (lente singola: Ø100 μm)

Implementazioni chiave:
1 Strumenti ottici militari/civili (lenti,prismi,filtri)
2 Accoppiatori asferici per la comunicazione in fibra ottica
3 Lenti di raccolta a disco ottico:Una asfera stampata sostituisce tre lenti sferiche, riducendo il peso e i costi di taglio del 30-50%, migliorando al contempo il controllo dell'aberrazione assiale a elevate NA.
4 Riflettori per fotocamere, proiettore/obiettivo della fotocameraasferici