notícias da empresa sobre Análise da tecnologia de moldagem de precisão de lentes ópticas asféricas

Análise da tecnologia de moldagem de precisãoLente Asférica 

A tecnologia de moldagem é um processo de fabricação de componentes ópticos de alta precisão.em que é formado diretamente em partes ópticas que satisfazem os requisitos de utilização através de moldagem em uma única etapa sob aquecimento, pressão e condições sem oxigénio.

Desde o seu desenvolvimento bem sucedido em meados dos anos 80, esta tecnologia evoluiu ao longo de décadas e é hoje um dos métodos de fabrico de componentes ópticos mais avançados do mundo.atingindo as fases práticas de produção em numerosos países.

A adopção generalizada desta tecnologia representa um avanço revolucionário no processamento de componentes ópticos de vidro.Ele inaugurou uma era em que a óptica de vidro asférica pode ser amplamente integrada em instrumentos ópticos.

Consequentemente, esta inovação transformou a concepção de sistemas ópticos: redução do tamanho e peso dos instrumentos, poupança de materiais, redução das cargas de trabalho de revestimento e montagem, redução dos custos, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho de revestimento e de montagem, redução da carga de trabalho deao mesmo tempo que melhora o desempenho óptico e a qualidade da imagem.

Vantagens dos componentes de vidro óptico moldado:

1. Elimina os processos tradicionais de moagem, polir, bordar e centrar, alcançando alta precisão dimensional, precisão da figura da superfície e baixa rugosidade da superfície.
2. Reduz os requisitos de equipamento de produção, ferramentas auxiliares, espaço de fábrica e mão-de-obra qualificada, permitindo uma alta produtividade mesmo em pequenas oficinas.
3. Facilitar a produção em massa económica de componentes ópticos asféricos de precisão.
4. Assegura a precisão dimensional e a repetibilidade através de um controlo preciso dos parâmetros de temperatura e pressão.
5. Permite moldar pequenos conjuntos de lentes asféricas.
6. Permite a integração de componentes ópticos com superfícies de referência de montagem em unidades individuais.

Especificações de produção atuais para componentes asféricos:

• Diâmetro: 2×50 mm (tolerância ± 0,01 mm)

• Espessura: 0,425 mm (tolerância ± 0,01 mm)

• Radius de curvatura: ≥ 5 mm

• Precisão da figura da superfície: 1,5λ

• Superfície rugosa: Em conformidade com o padrão militar 80-50 dos EUA

• Controle do índice de refração: ±5×10−4

• Homogeneidade de refração: < 5×10−6

• Birefringence: < 0,01λ/cm

Principais aspectos da tecnologia de moldagem de vidro de precisão

Esta tecnologia abrangente requer máquinas de moldagem especializadas, moldes de alta qualidade e parâmetros de processo otimizados.preparação em branco, e materiais/fabricação de moldes.

1Métodos de moldagem
A moldagem de precisão tornou-se viável através do desenvolvimento de materiais de molde que resistem à adesão ao vidro suavizado.Os primeiros métodos envolviam o derramamento de vidros em branco fundidos em moldes > 50 °C acima da temperatura de transição do vidro (Tg), causando adesão, porosidade, defeitos de superfície e baixa precisão da forma.

Prensagem Isotérmica Moderna:

• Utiliza moldes especialmente concebidos

• Aquece o vidro e os moldes juntos até quase um ponto de amolecimento em ambientes sem oxigénio

• Aplica pressão a temperatura uniforme

• Mantenha a pressão durante o arrefecimento abaixo de Tg
  (Viscosidade do vidro: ~107·6 equilíbrio no ponto de amolecimento; ~1013·4 equilíbrio em Tg)
  Vantagem: Replicação de moldes de alta precisão.
  Limitação: os ciclos de aquecimento/refrigeração lentos reduzem o rendimento.

Melhorias e alternativas:

• As configurações de moldes múltiplos aumentam a produtividade (embora sejam caras para moldes asféricos)

• Prensagem não isotérmica: maior velocidade e longevidade do molde operando mais perto das condições de formação em branco

• Investigação e desenvolvimento em curso em moldagem directa de fluxos de vidro fundido

2Tipos de vidro e vidros em branco
A qualidade em branco afeta diretamente os produtos moldados. Enquanto a maioria dos vidros ópticos são moldáveis, os vidros de alto ponto de amolecimento aceleram a degradação do molde.:

• Permitir a produção em branco de forma rentável

• Excluir substâncias perigosas para o ambiente (por exemplo, PbO, As2O3)

Requisitos em branco:

• Superfície lisa e limpa antes da moldagem

• Geometria otimizada (esférica, em forma de disco ou menisco)

• Controle preciso do volume
  Os espaços em branco são tipicamente formados por moagem a frio ou prensagem a quente.

3. Materiais e Fabricação de Moldes
Propriedades ideais do mofo:

• Superfícies ópticas sem defeitos e polidas

• Resistência à oxidação e estabilidade estrutural a altas temperaturas

• Não reativo com o vidro, fácil de desmoldar

• Dureza e resistência à alta temperatura

Soluções comuns de mofo:

• Substratos de metais nobres/carburos revestidos com TiN

• Películas de carbono/carbono tipo diamante sobre bases de SiC/carburo

• Compósitos cerâmicos Cr2O-ZrO2-TiO2

Requisitos de usinagem de precisão:

• Máquinas CNC de ultraprecisão (≤0,01 μm de resolução)

• Máquinas e aparelhos de limpeza

• Poluição subsequente até ao acabamento óptico

• Metrologia asférica avançada para controlo de qualidade (crítico para matrizes de micro-lentes)

4. Aplicações
As capacidades atuais de produção em massa incluem:

• Lentes esféricas/asféricas de precisão (padrão: Ø15 mm; grande: Ø50 mm)

• Arrays de micro-lentes (lente única: Ø100 μm)

Implementações essenciais:
1 Instrumentos ópticos militares e civis (lentes,Prismas,filtros)
2 Acopladores asféricos de comunicação por fibra óptica
3 Lentes de captação de disco óptico:Uma asfera moldada substitui três lentes esféricas, reduzindo o peso e os custos de corte em 30-50%, melhorando o controle de aberração axial em NAs elevadas.
4 Visores de câmara, projetor/lente da câmaraasféricos