光學玻璃發展以來,玻璃零件(jiàn)毛坯(pī)(透鏡、棱鏡(jìng))生產一般(bān)是將熔製好的玻璃毛坯料(liào),再加熱軟化,裝入金屬模具內加(jiā)壓成大致的外形之後,再通過粗磨、細磨、拋光而製造出來。這種方法國(guó)外在70年(nián)代出(chū)現光學玻璃連續熔煉技術以後(hòu)已下降做為(wéi)輔助方(fāng)法。
從70年代開(kāi)始,光學玻璃發達的日(rì)本主要工(gōng)廠在光(guāng)學玻璃(lí)生產中已采用最(zuì)先進的生產工藝…三直生產工藝(三D),即直接通(tōng)電熔化、直接壓型、直接精密退火,其中直接成型即連續熔煉或單坩堝漏料的滴料成型方法,國外又習慣稱“一次壓型”。這(zhè)種先進的壓型工藝是將玻璃液直(zhí)接壓(yā)製成光(guāng)學毛坯,這樣大大簡化過去二次壓型的生產工藝,節省人力、設備、降低能(néng)耗、提高(gāo)原材料利用(yòng)率(lǜ)。日本的保穀公司光學玻璃三直生產線,把(bǎ)用粘土坩堝爐(lú)古典方法需要170日、用鉑(bó)金坩堝澆注方法需要34日(rì)的生產周期(qī)縮短(duǎn)到了3日的生(shēng)產周期。成品(pǐn)率從古典法(fǎ)最高的(de)40%的水平提高到90%以(yǐ)上的水平(píng)。
光學玻璃壓型也叫做(zuò)無(wú)研磨壓型,是指壓型製得(dé)的(de)光學元件不需(xū)要研(yán)磨、拋光、磨邊、對中心等(děng)光學(xué)加工,直接裝配到光學儀器上去。這種光學(xué)玻璃壓型件對表麵光潔度和尺寸精度(dù)要求相當的高,通常以光學塊規對光學元件的表麵光潔度和尺寸精度進行測量,以產生的幹(gàn)涉條紋數衡量(liàng)其質量,對用於照(zhào)相機係(xì)統的透鏡來講通常要求通過透鏡半徑的牛頓環數應少於6個,通過兩(liǎng)個互相垂直半徑(jìng)的牛頓環數的差要少於3個,兩種牛頓環(huán)的個(gè)數(shù)越少,則鏡頭的質量越高。
精密壓型法是把加熱軟化了的玻璃放到用惰性氣體(如氮氣2保護的模具中去,這種模具的內表麵要有高的表麵光潔度和高的尺寸精度;附著於(yú)內表麵的材料要(yào)有高的硬度,好的抗(kàng)氧化性能,好的熱傳導性,在高溫下不與玻璃發生粘結,有好的衝擊強度和抗析強度,不透(tòu)過氣體,水蒸汽及液體。滿足上述要求的材料(liào)有玻璃碳、碳化矽和氮化矽。但玻璃(lí)碳比起後兩者組織鬆散易氧化,易擦傷,彈性模量小。抗衝擊和抗析強度小,熱傳導性能(néng)差。從國外專利報導來看70年代初期成型模內(nèi)表麵采用了玻璃碳(tàn),而70年代中期發表的(de)專利則改用碳化矽或氮化矽了。把這兩種材料附著於模(mó)具內表麵的方法有(1)熱壓,(2)離子濺襯法,(3)氣相沉(chén)積法。其固(gù)著層的厚度至少為lOptm。這種模具的結構較為複雜,玻(bō)璃壓型完了之後(hòu),不能立即脫模(mó),需使(shǐ)玻璃溫度(dù)降到轉變溫度以下再脫模。精密壓型可以壓製球麵、非球麵及其它複雜形狀的光學零件,壓型效率高,壓型質量(liàng)好。80年代中期在光學玻璃生產中采用模壓一次成型加工(gōng)二玻璃精密透鏡的麵型精度達Y/10,厚度和直徑公差達10UM,楔角小於10-3毫弧度,雙折射每CM小於Y/10,折射(shè)率均勻性(xìng)達10-6,精密透(tòu)鏡(jìng)一次精密壓(yā)型在日本(běn)、德國等(děng)國家已經采用。
光學玻璃生產經(jīng)曆了塊料一二次壓型型(xíng)料一直接液態壓型型(xíng)料的發展過程(chéng),正向著精密壓型發展。而我(wǒ)國目前(qián)光學(xué)玻璃生產主要供貨形式依然是塊(kuài)料。從整個光(guāng)學工業的(de)經濟效益考慮,發(fā)展型料生產是當務之急。立足(zú)於我國目前光學玻璃生產(chǎn)工藝(yì)水平和市(shì)場的(de)實際需(xū)要,應首先搞好二次壓型生(shēng)產(chǎn),在完善二次壓型生產(chǎn)中要注意解決好備料方法(fǎ).離型劑、不粘玻璃的瓷盒材料和實現機(jī)械f{二自動化等兒個主(zhǔ)要工藝技術問題,直接液態壓型較二次壓型有替明顯地技術經濟效果,是今後光學玻(bō)璃生產的必由之路。但從我國當前光學工業(yè)的實際需要出發同時參考國際上光學玻璃生產(chǎn)工藝的發展趨勢,我國發展直(zhí)接液態壓型要特別(bié)注意發展多品種(zhǒng)、多(duō)規格小批量的直接壓型,而要解決好小批量的直接(jiē)光學玻璃壓型就需首先解(jiě)決小批量光學玻(bō)璃的熔煉技術,發展(zhǎn)與之相(xiàng)適應的光學玻璃熔(róng)煉(liàn)池爐。在發展完善二次壓型、直接液態壓型(xíng)的(de)同(tóng)時,應積極開展精密壓型的研究試驗,以使我國光學玻璃壓型技術早日(rì)趕上世界先進水平。