光學零件毛坯的(de)壓型工藝直接與光學玻璃熔煉技術和光學加工工藝有(yǒu)關。因此考慮問題時必須把它們當做一個係統總體考(kǎo)慮才對。
光學玻璃發展以來,玻璃零件毛坯(透鏡、棱鏡)生產一般是將熔(róng)製好的玻璃毛坯料,再加熱(rè)軟化,裝入金(jīn)屬模具(jù)內加壓成大(dà)致的外形之後,再通(tōng)過粗磨、細磨、拋光(guāng)而製造出來。這種方法國外在70年代出現光學玻璃連續熔煉技術以後已(yǐ)下降(jiàng)做為(wéi)輔助方法。
從70年代開始,光學玻(bō)璃發達的日本主(zhǔ)要工廠(chǎng)在光學玻璃生產中(zhōng)已采用(yòng)最先(xiān)進的生(shēng)產工藝…三直生產工藝(三D),即直接通電熔化、直接壓型、直接精密退火,其(qí)中直接成型即連續(xù)熔煉或單坩(gān)堝漏料的滴料成型方法,國外又習慣稱“一次壓型”。這種先進的壓型工藝是將玻(bō)璃液直接壓(yā)製成光學毛坯,這樣大(dà)大簡化過去二次壓型的生產(chǎn)工藝,節省人力、設備、降低能耗、提高(gāo)原材料利用率。日本的保穀公司光學玻(bō)璃三直生產線,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日的生產周期縮短到了3日的(de)生產周期。成品率從古典法最高的40%的(de)水平提高到90%以上的水(shuǐ)平。
光學玻璃壓型也叫做無研磨壓型,是指壓型製得的光學元件不需要研磨、拋光、磨邊、對中心等光學加工,直接裝配到光學(xué)儀器上去。這種光(guāng)學(xué)玻璃壓型件對表麵光(guāng)潔度和尺寸精度(dù)要求相當的高,通常以光學塊規(guī)對光學元件的表麵光潔度和尺寸精度進行測量,以產(chǎn)生的幹涉條(tiáo)紋數衡量其質量,對用於照相機係統的透鏡來講通常要求通過透鏡半徑的(de)牛頓環數應少於6個,通過(guò)兩個互相垂直半徑的牛頓環數的差要(yào)少於3個,兩種牛頓環(huán)的(de)個數越少,則鏡頭的質(zhì)量越高。
精密壓型法是把加熱軟化了的玻璃(lí)放到用惰(duò)性氣體(如氮氣2保護(hù)的模具中去,這種模具的內表麵要有高的表麵光潔度和高的(de)尺寸精度;附著於內表麵的材料要有高的硬度,好(hǎo)的抗氧(yǎng)化性能,好的(de)熱傳導性,在高溫下不與玻璃(lí)發生(shēng)粘結,有好(hǎo)的衝擊強度和抗(kàng)析強度,不透過(guò)氣體,水(shuǐ)蒸汽及液體(tǐ)。滿足上述要求的材料有玻璃碳、碳化矽和氮化矽。但(dàn)玻璃碳比起後(hòu)兩者組織(zhī)鬆散易氧化,易擦(cā)傷(shāng),彈性(xìng)模量小。抗衝擊和抗析強度小,熱傳導性能差。從國外(wài)專利(lì)報導來看70年代初期成型模內表麵采用了玻璃碳,而70年代中期發表的專利則改用(yòng)碳化矽或氮化矽了。把這兩種材料附著於模具內(nèi)表麵的方法有(1)熱壓,(2)離子濺襯法,(3)氣相沉積法。其固著層的厚度至(zhì)少為lOptm。這(zhè)種模具的結構較為複(fù)雜(zá),玻璃壓型完了之後,不能立即(jí)脫模,需使玻璃溫度降到轉(zhuǎn)變溫度(dù)以下再脫(tuō)模。精(jīng)密壓型可以壓製球(qiú)麵、非(fēi)球麵及其它複(fù)雜形狀的光學零件,壓(yā)型效率高,壓型質量好。80年代中期在光學玻璃生產(chǎn)中采用模壓一次成型加工二玻璃精密透鏡的(de)麵型精度達Y/10,厚(hòu)度和直徑公差達10UM,楔角小於10-3毫弧度,雙折射每CM小於Y/10,折射率(lǜ)均勻(yún)性達10-6,精密透鏡一次精密壓型在日(rì)本、德國等國(guó)家已經采用。
光學(xué)玻(bō)璃生產經曆了塊料一二次壓型型料一直接液態壓型型料的(de)發展過程,正(zhèng)向著精密壓型發展。而我國目前光學玻璃(lí)生產主要供貨形式依然(rán)是塊料。從整個光學工業的經濟效益考慮,發展(zhǎn)型料生產是當務之急。立足於我國目(mù)前光學(xué)玻(bō)璃生產工(gōng)藝水平(píng)和市場的實際需要,應首先搞好(hǎo)二次壓型生產(chǎn),在完善二次壓型生產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現(xiàn)機械f{二自動化等兒個主要工藝技術問題,直接液態壓型較二次壓(yā)型有替明顯地技術經濟效果,是今後光學玻璃生產的必由之(zhī)路。但從我國當(dāng)前光學工業的實際需(xū)要出發同時參考國際上光學玻璃生產工藝的發展趨勢,我(wǒ)國發展直接液態(tài)壓型要特別(bié)注意發展多品種、多(duō)規格小批量的(de)直接壓型,而要解決好小批量的(de)直接光學玻璃壓型就需首先解(jiě)決(jué)小批量光(guāng)學玻璃(lí)的熔煉技術,發展與(yǔ)之相適(shì)應的光學玻璃熔煉池爐。在(zài)發展完善二次壓型、直接液態壓型的同時,應積極開展(zhǎn)精密(mì)壓型的研究試驗,以使我國光學(xué)玻璃壓型技術早日趕上世界先進(jìn)水平。