nouvelles de l'entreprise L'Analyse de la Technologie de Moulage de Précision des Lentilles Asphériques Optiques

L'analyse de la technologie de moulage de précision de l'optiqueLentille asphérique 

La technologie de moulage est un procédé de fabrication de composants optiques de haute précision.où il est directement formé en pièces optiques répondant aux exigences d'utilisation par moulage en une seule étape sous chauffage, pression et conditions sans oxygène.

Depuis son développement réussi au milieu des années 1980, cette technologie a évolué au fil des décennies et est aujourd'hui l'une des méthodes de fabrication de composants optiques les plus avancées au monde.atteignant les stades de production pratiques dans de nombreux pays.

L'adoption généralisée de cette technologie représente une avancée révolutionnaire dans le traitement des composants optiques en verre.Il a inauguré une ère où l'optique en verre asphérique peut être largement intégrée dans les instruments optiques.

En conséquence, cette innovation a transformé la conception des systèmes optiques: réduction de la taille et du poids des instruments, économie de matériaux, réduction des charges de travail de revêtement et d'assemblage, réduction des coûts,tout en améliorant simultanément les performances optiques et la qualité de l'image.

Avantages des composants en verre optique moulé:

1. Élimine les procédés traditionnels de broyage, de polissage, de bordure et de centralisation tout en obtenant une précision dimensionnelle élevée, une précision de la figure de surface et une faible rugosité de surface.
2. Réduit les besoins en équipements de production, en outils auxiliaires, en espace d'usine et en main-d'œuvre qualifiée permettant une productivité élevée même dans les petits ateliers.
3. Facilite la production de masse économique de composants optiques asphériques de précision.
4. Assure la précision dimensionnelle et la répétabilité grâce à un contrôle précis des paramètres de température et de pression.
5. Permet le moulage de petits ensembles de lentilles asphériques.
6. Permet l'intégration de composants optiques avec des surfaces de référence de montage en unités individuelles.

Les spécifications de production actuelles pour les composants asphériques:

• Pour les véhicules à moteur à commande autonome, la valeur de l'indicateur d'alimentation doit être supérieure à:

• Épaisseur: 0,425 mm (tolérance ± 0,01 mm)

• Radius de courbure: ≥ 5 mm

• Précision de la figure de surface: 1,5λ

• Surface rugueuse: conforme à la norme militaire américaine 80-50

• Contrôle de l'indice de réfraction: ±5 × 10−4

• Homogénéité réfractive: < 5 × 10−6

• La bifringence: < 0,01λ/cm

Principaux aspects de la technologie de moulage de verre de précision

Cette technologie complète nécessite des machines de moulage spécialisées, des moules de haute qualité et des paramètres de processus optimisés.préparation en blanc, et matériaux/fabrication de moules.

1. Méthodes de moulage
Le moulage de précision est devenu viable grâce au développement de matériaux de moule qui résistent à l'adhérence au verre adouci.Les premières méthodes consistaient à verser des blancs de verre fondu dans des moules > 50 °C au-dessus de la température de transition du verre (Tg), provoquant une adhérence, une porosité, des défauts de surface et une mauvaise précision de la forme.

Le pressage isotherme moderne:

• Utilise des moules spécialement conçus

• Il chauffe le verre et les moules jusqu'à un point de ramollissement proche dans des environnements sans oxygène

• Applique une pression à température uniforme

• Maintient la pression pendant le refroidissement en dessous de Tg
  (Viscosité du verre: ~107·6 poise au point de ramollissement; ~1013·4 poise à Tg)
  Avantages: Réplication de moules de haute précision.
  Limitation: les cycles de chauffage/refroidissement lents réduisent le débit.

Améliorations et alternatives:

• La mise en place de plusieurs moules augmente la productivité (bien que coûteuse pour les moules asphériques)

• Pression non isotherme: vitesse plus élevée et longévité du moule en fonctionnant plus près des conditions de formation du vide

• R & D en cours dans le moulage direct de flux de verre fondu

2. Les types de verre et les blancs
La qualité du vide affecte directement les produits moulés. Alors que la plupart des verres optiques sont moulables, les verres à point de ramollissement élevé accélèrent la dégradation du moule.:

• Permettre une production en blanc rentable

• Exclure les substances dangereuses pour l'environnement (p. ex. PbO, As2O3)

Exigences en blanc:

• Surface lisse et propre avant moulage

• Géométrie optimisée (sphérique, en forme de disque ou de ménisque)

• Contrôle précis du volume
  Les blancs sont généralement formés par broyage à froid ou pressage à chaud.

3. Matériaux et fabrication de moules
Propriétés idéales du moule:

• Surfaces optiques sans défaut et polissables

• Résistance à l'oxydation et stabilité structurelle à haute température

• Non réactif avec le verre, facile à démonter

• Dureté et résistance à haute température

Solution de moisissure commune:

• Substrats de métaux nobles/carbures revêtus de TiN

• Filmes de carbone/carbone de type diamant sur des bases de SiC/carbure

• Composites céramiques Cr2O-ZrO2-TiO2

Exigences d'usinage de précision:

• Machines à commande numérique à commande numérique ultra-précise (résolution ≤ 0,01 μm)

• Moulins à diamants pour la mise en forme

• Polissage ultérieur à la finition optique

• Métrologie asphérique avancée pour le contrôle de la qualité (critique pour les réseaux de micro-lentilles)

4. Applications
Les capacités actuelles de production de masse comprennent:

• Lentilles sphériques/asphériques de précision (standard: Ø15 mm; large: Ø50 mm)

• Les appareils de détection de l'air doivent être équipés d'un dispositif de détection de l'air.

Principales réalisations:
1 Instruments optiques militaires ou civils (lentilles,prismes,filtres)
2 Coupleurs asphériques de communication par fibre optique
3 Lentilles de captage à disque optique:Une asphère moulée remplace trois lentilles sphériques, réduisant le poids et les coûts de coupe de 30 à 50% tout en améliorant le contrôle de l'aberration axiale à des NA élevés.
4 Vueurs de caméra, projecteur/lentille de camérales asphériques