Dezvoltarea tehnologiei de procesare optică asferică la domiciliu și în străinătate

R: Rolul componentelor optice asferice

Componentele optice asferice sunt o componentă optică foarte importantă. Utilizate în mod obișnuit sunt oglinzile parabolice, oglinzile hiperbolice, oglinzile elipsoidale și altele asemenea. Componentele optice asferice pot obține o calitate a imaginii de neegalat pentru optica sferică. Ele pot corecta multe aberații în sistemele optice, pot îmbunătăți calitatea imaginii și pot îmbunătăți capacitățile de identificare a sistemului. Poate fi folosit cu una sau mai multe componente ne-sferice care înlocuiesc mai multe piese sferice, simplificând structura instrumentului, reducând costurile și reducând în mod eficient greutatea instrumentului.

Aplicarea componentelor optice asferice în produsele optoelectronice militare și civile este de asemenea extinsă, cum ar fi lentilele de cameră și vizoarele, tuburile camerelor de televiziune, lentilele zoom, lentilele de redare a filmelor, telescoapele cu infraroșu prin satelit, lentilele de înregistrare video, discurile video și de înregistrare audio. Capul de lectură, capul de citire a codului de bare, conectorul fibrei de comunicare cu fibre optice, echipamentul medical etc.

II: Starea Quo a Tehnologiei de Prelucrare Ultra-Precizie pentru Piese Non-sferice Externe

Începând cu anii 1980, au existat o varietate de noi tehnologii asferice de ultra-precizie de prelucrare, în principal, inclusiv: calculator de control numeric cu un singur punct de diamant tehnologie de cotitură, calculator de control numeric de șlefuire tehnologie, calculator de control numeric ion beam de formare a tehnologiei, tehnologia de lustruire a preciziei și tehnologia de copiere a suprafețelor asferice etc., aceste metode de procesare au rezolvat în esență problemele care există în prelucrarea diferitelor oglinzi asferice. Primele patru metode folosesc tehnologia de control numeric. Toate acestea au precizie mare de prelucrare și eficiență ridicată și sunt potrivite pentru producția în masă.

Când piesele asferice sunt prelucrate, sunt luate în considerare factori cum ar fi materialul, forma, precizia și diametrul găurii pieselor de prelucrat. Pentru materialele moi, cum ar fi cuprul și aluminiu, superfinisarea poate fi realizată prin tăierea diamantului cu un singur punct (SPDT). Sau plastic, etc., utilizează în prezent prima prelucrare ultra-precizie a mucegaiului și apoi utilizează metoda de formare pentru a produce piese asferice. Pentru alte materiale cu duritate ridicată, este în principal prin șlefuirea ultra-precisă și prin ultra-precizie de măcinare, lustruire și alte metode. Procesate, suplimentare. Există, de asemenea, tehnici de prelucrare speciale pentru părțile asferice, cum ar fi polizarea cu fascicul de ioni.

Multe companii străine au integrat procesele de strunjire, șlefuire, polizare și polizare ultra-precise și au dezvoltat sisteme de procesare compozite ultra-precizie, cum ar fi Nanoform300, Nanoform250 fabricate de RankPneumo, Nanocentre dezvoltate de CUPE, AHN60-3D, ULP din Japonia. A 100A (H) are o funcție de procesare compusă, astfel încât prelucrarea părților asferice poate fi mai flexibilă.

III: Starea Quo a Tehnologiei de Prelucrare Ultra-Precizie pentru Componente Non-sferice în China

China a început să studieze tehnologia de prelucrare ultra-precizie încă de la începutul anilor 1980, care a rămas în urmă cu 20 de ani în urmă. În ultimii ani, unitățile care au avut rezultate bune în această lucrare includ Institutul de mașini-unelte din Beijing, Institutul de Cercetare al Ingineriei Preciziei din China, Institutul de Tehnologie din Harbin și Institutul de Optică Changchun, Laboratorul de Optică Aplicată al Academiei Chineze de Științe .

În scopul de a efectua mai bine cercetarea asupra acestei tehnologii de prelucrare ultra-precizie, Comisia Națională pentru Știință, Tehnologie și Industrie pentru Apărare a înființat primul laborator cheie din China pentru cercetarea tehnologiei de prelucrare ultra-precizie în China 1995.

Patru: Piese asferice Tehnologie de prelucrare ultra-precisă

În 1972, UnionCarbide Corporation din Statele Unite a dezvoltat cu succes metoda R-θ de creare și prelucrare asferică. Acesta este un strung CNC cu două axe, cu feedback de poziție, care poate schimba în timp real unghiul de rotație θ și raza R a ghidajului suportului de sculă pentru a realiza procesarea oglinzilor asferice. Diametrul de prelucrare este φ380mm, precizia piesei de prelucrat este ± 0,63μm, iar rugozitatea suprafeței este Ra0,025μm.

În 1980, Moore a dezvoltat pentru prima oară un instrument-asferic M-18AG, care utilizează trei comenzi de coordonate. Această mașină poate prelucra o varietate de oglinzi metalice asferice cu un diametru de 356 mm.

În 1980, RankPneumo din Regatul Unit a introdus pe piață o mașină de prelucrare a legăturilor în două axe (MSG-325) care utilizează controlul feedback-ului laser. Mașina poate procesa oglinzi metalice asferice cu un diametru de 350 mm, iar precizia pieselor prelucrate ajunge la 0,25-0,5μm. Rugitatea de suprafață Ra este cuprinsă între 0,01 și 0,025 pm. Ulterior, au fost introduse mașinile ASG2500, ASG2500T și Nanoform300. În plus, compania a dezvoltat Nanoform 600 pe baza mașinilor-unelte descrise mai sus. Această mașină poate prelucra oglinzi asferice cu un diametru de 600 mm, iar precizia piesei prelucrate este mai bună decât zero. .1μm, rugozitatea suprafeței este mai bună de 0,01μm.

În numele de astăzi la nivel înalt de ultra-precizie strung diamant este Lawrence Statele Unite. Dezvoltat în 1984 de către laboratorul LLNL, poate prelua piese cu diametre de până la 2100 mm și cântărind până la 4.500 kg cu o precizie de prelucrare de 0.25 μm și o rugozitate a suprafeței Ra de 0.0076 μm. Mașina poate prelucra suprafețe plane, suprafețele sferice și asferice sunt folosite în principal pentru a prelucra piesele necesare pentru ingineria fuziunii cu laser, componente pentru dispozitive infraroșii și reflectori astronomici mari.

Masina de debitat pe o scară largă de oțel cu ultra-precizie, realizată de Institutul de Inginerie de Precizie (CUPE), Universitatea Cranfield, Marea Britanie, capabilă să prelucreze oglinzile asferice pentru corpurile celeste și telescoapele cu raze X de mari dimensiuni (până la 1400 mm diametru și lungime de 600 mm)). Institutul a dezvoltat, de asemenea, cu succes o mașină de tăiat cu diamant, care poate fi prelucrată pentru vizualizarea cu raze X a paraboloidului revoluției interioare a oglinzii laterale și a oglinzii hiperboloide de cotitură exterioară.

Uneltele de prelucrare ultra-precizie dezvoltate în Japonia sunt utilizate în principal pentru prelucrarea lentilelor și reflectorilor necesare pentru produsele civile. În prezent, uneltele de prelucrare fabricate în Japonia includ: ULG-l00A (H) dezvoltat de Toshiba Machines, ASP-L15 și Toyota Works. AHN10, AHN30 × 25, mașini de prelucrare asferică AHN60-3D etc.