光学塑料的非球面加工培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,申报博士况,光学塑料的非球面加工,2,概述,光学塑料非球面技术的发展趋势,非球面的优点及应用,光学塑料的优缺点,光学塑料的非球面设计特点和加工方法,影响光学塑料透镜质量的主要因素和检验方法,光学塑料零件的表面镀膜,非球面面形的检测,目录,3,随着非球面设计、检测和制造技术的不断进步，人们也在逐步研制性能更优良的光学塑料，越来越多的新型光电产品开始采用光学塑料非球面零件。,光学塑料零件的一大特点是制造简单，容易实现大批量生产，尤其是一些难加工的光学零件的制造。它在可见光的透过率和玻璃元件差不多，紫外和近红外透过可以优于玻璃。,概述,4,光学塑料非球面技术的发展趋势,近几年来，我国光学制造企业在光学塑料非球面，特别是小尺寸非球面零件的制造技术方面，有很大的进步。但随着新产品和新技术的发展，仍然在制造设备和技术的提高等方面有巨大的发展空间。,5,所谓球面和非球面,主要是针对各种光学仪器的镜头或者眼镜的镜片几何形状而言。球面是一种旋转曲面,球面上每一点的曲率半径是相同的。,非球面与球面的区别：,6,非球面的种类：,非球面光学曲面包括有回转轴的,回转非球面,（如抛物面、椭球面、渐开面、双曲面等二次曲面以及高次曲面）。,没有任何对称轴的,非回转非球面,（如离轴非球面以及自由光学曲面）。,7,非球面的优点：,在光学零件中非球面可以消除球面镜片在光传递过程中产生的,球差,、,彗差,、,像散,、,场曲,及,畸变,等诸多不利因素,减少光能损失,从而获得高质量的图象效果和高品质的光学特征。,光学仪器设备采用非球面镜片优点有,重量轻,、,成本低,、使,光学系统设计更灵活,。,8,非球面的主要应用：,军用方面：,军用激光装置、热成像装置、微光夜视头盔、红外扫描装置、导弹引导头和各种变焦镜头等。,民用方面：,摄像机的取景器、变焦镜头，医疗诊断用的内窥镜,渐进镜片以及数码产品摄像镜头等。,9,光学塑料的优缺点,PMMA,PS,PC,目前最常用的光学塑料是聚甲基丙烯酸甲酯（,PMMA,）又叫做亚克力或有机玻璃，有高透明度、低价格、易于机械加工等优点；聚苯乙烯（,PS,），,电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，透光率仅次于有机玻璃；,聚碳酸酯（,PC,）。,10,光学塑料的优点：,（,1,） 能进行大批量生产和降低制造成本,由于光学塑料有很好的成型性能，因此用模压法可以很容易地成型，并且可以一模多腔，达到非常大的批量生产能力。因此大大降低了单个零件的制造成本。,（,2,）可以设计非常复杂的形状,光学玻璃零件很难研磨和抛光成球面和平面以外的形状。然而用注射成型的方法，光学塑料可以很容易且经济地制造成非球面、微透镜阵列、菲涅耳透镜等面形复杂的零件。,11,（,3,）,重,重,量,量,轻,轻,、,、,耐,耐,冲,冲,击,击,光,学,学,塑,塑,料,料,的,的,密,密,度,度,仅,仅,为,为,玻,玻,璃,璃,的,的,1/21/3,，,因,因,此,此,可,可,以,以,减,减,轻,轻,系,系,统,统,的,的,重,重,量,量,。,。,光,光,学,学,塑,塑,料,料,的,的,耐,耐,冲,冲,击,击,强,强,度,度,要,要,比,比,玻,玻,璃,璃,高,高,得,得,多,多,。,。,（,4,）,零,零,件,件,的,的,质,质,量,量,一,一,致,致,由,于,于,所,所,有,有,的,的,透,透,镜,镜,都,都,是,是,用,用,相,相,同,同,的,的,模,模,芯,芯,压,压,制,制,，,，,只,只,要,要,采,采,用,用,合,合,理,理,而,而,稳,稳,定,定,的,的,工,工,艺,艺,参,参,数,数,，,，,光,光,学,学,塑,塑,料,料,零,零,件,件,的,的,面,面,形,形,就,就,能,能,具,具,有,有,非,非,常,常,好,好,的,的,一,一,致,致,性,性,。,。,（,5,）,可,可,以,以,同,同,时,时,压,压,出,出,光,光,学,学,面,面,和,和,定,定,位,位,面,面,12,光,学,学,塑,塑,料,料,的,的,缺,缺,点,点,：,：,（,1,）,对,对,温,温,度,度,和,和,湿,湿,度,度,等,等,环,环,境,境,的,的,变,变,化,化,更,更,为,为,灵,灵,敏,敏,。,。,光,学,学,塑,塑,料,料,的,的,吸,吸,湿,湿,性,性,和,和,热,热,膨,膨,胀,胀,系,系,数,数,比,比,玻,玻,璃,璃,大,大,得,得,多,多,。,。,光,光,学,学,塑,塑,料,料,的,的,折,折,射,射,率,率,温,温,度,度,系,系,数,数,比,比,玻,玻,璃,璃,要,要,大,大,650,倍。,所,所以,一,一般,塑,塑料,光,光学,零,零件,的,的最,高,高连,续,续工,作,作温,度,度不,得,得高,于,于,80120,。,（,2,）模,压,压成,型,型光,学,学塑,料,料零,件,件存,在,在不,同,同程,度,度的,双,双折,射,射。,13,（,3,）注,射,射成,型,型过,程,程影,响,响表,面,面面,形,形精,度,度。,由于,材,材料,在,在成,型,型过,程,程中,的,的流,动,动模,式,式，,冷,冷却,和,和固,化,化收,缩,缩，,光,光学,零,零件,的,的面,形,形精,度,度会,受,受到,影,影响,。,。大,多,多数,光,光学,塑,塑料,零,零件,在,在成,型,型时,的,的收,缩,缩率,一,一般,是,是模,具,具尺,寸,寸的,0.1%0.6%,，,随,随材,料,料和,生,生产,过,过程,的,的不,同,同而,不,不同,。,。,14,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,目前,光,光学,塑,塑料,零,零件,的,的加,工,工方,法,法有,两,两大,类,类:,一类,是,是模,塑,塑法,，,，如,注,注射,成,成型,、,、压,塑,塑成,型,型、,铸,铸塑,成,成型,及,及放,射,射线,成,成型,等,等;,另一,类,类是,直,直接,加,加工,法,法，,也,也称,机,机械,加,加工,法,法或,冷,冷加,工,工法.即,研,研磨,一,一抛,光,光法,和,和用,金,金刚,石,石车,直,直接,切,切削,法,法。,15,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,注射,成,成型,法,法,注射,成,成型,法,法是,热,热塑,性,性塑,料,料的,主,主要,成,成型,，,，适,用,用于,大,大批,中,中小,型,型零,件,件的,生,生产,。,。注,射,射成,型,型的,工,工艺,是,是将,塑,塑料,加,加热,到,到流,动,动状,态,态，,以,以很,高,高的,压,压力,和,和较,快,快的,速,速度注入,精,精密,的,的模,具,具中，经,过,过一,定,定时,间,间的冷却零件,就,就可,以,以从,模,模具,中,中提,取,取出,来,来，,成,成型,零,零件,经,经过表面,处,处理，就,可,可以,用,用作,光,光零,件,件，,而,而不,用,用抛,光,光。,注,注射,成,成型,法,法的,特,特点,是,是成,型,型零,件,件的,形,形状,范,范围,广,广，,除,除了,产,产生,双,双凸,、,、双,凹,凹、,平,平凸,、,、弯,月,月形,等,等各,种,种透,镜,镜外,，,，还,可,可以,生,生产,透,透镜,系,系列,、,、校,正,正镜,和,和非,球,球面,透,透镜,，,，并,且,且生,产,产效率,高,高，,成,成本,低,低。,16,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,压塑,成,成型,法,法,压塑,成,成型,法,法也,称,称模,压,压成,型,型法,或,或热,压,压成,型,型法,。,。其,工,工艺,是,是将,预,预热,的,的塑,料,料毛,坯,坯放,入,入加热过的,模,模具,中,中，施加,压,压力，是,塑,塑料,充,充满,型,型腔,，,，保,持,持加,热,热和,加,加压,，,，使塑料,成,成型，然,后,后脱,模,模取,出,出成,型,型零,件,件。,这,这种,方,方法,是,是我,国,国目,前,前制,造,造塑,料,料光,学,学零,件,件的,主,主要,方,方法,，,，例,如,如，,菲,菲涅,尔,尔透,镜,镜，,内,内反,射,射锥,形,形棱,镜,镜等,。,。与,注,注射,成,成型,法,法相,比,比，,模,模压,成,成型工艺,容,容易,控,控制,，,，制,品,品尺,寸,寸较,大,大；但,如,如生,产,产批,量,量小,，,，会,使,使模,具,具费,用,用偏,高,高，,成,成本,增,增加,。,。,17,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,铸塑,成,成型,法,法,铸塑,成,成型,法,法也,称,称为,浇,浇铸,法,法。,其,其工,艺,艺是,在,在流动,态,态的塑,料,料单,体,体或,部,部分,聚,聚合,的,的塑,料,料中,加,加上适当,的,的引,发,发剂，然,后,后浇入,模,模具中，,使,使其,在,在一,定,定的,温,温度,和,和常,压,压或,低,低压,下,下，,经,经一,定,定时,间,间的,化,化学,变,变化,而,而固化，脱,模,模后,即,即得,到,到光,学,学塑料,零,零件。这,种,种成,型,型工,艺,艺可,以,以使,制,制件,的,的均匀,性,性更,好,好，表,面,面精,度,度更,高,高。,目,目前,世,世界,各,各国,用,用于,视,视力,矫,矫正,的,的眼镜,片,片，绝,大,大多,数,数均,为,为浇,铸,铸法,生,生产,。,。,18,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,放射,线,线成,型,型法,在高,精,精度,光,光学,零,零件,中,中，,光,光学,塑,塑料,零,零件,未,未能,更,更好,更,更普,通,通应,用,用的,一,一个,重,重要,原,原因,是,是，,成,成型,加,加工,后,后制,得,得的,零,零件,，,，光,学,学均,匀,匀性,和,和表,面,面精,度,度等,难,难以,满,满足,。,。以,上,上各,方,方法,，,，均,是,是加,热,热方,法,法，,在,在高,温,温下,，,，由,于,于分,子,子的,流,流动,和,和温,度,度分,布,布的,影,影响,，,，局,部,部会,产,产生,应,应力,，,，并,且,且零,件,件体,积,积也,随,随着,冷,冷却,而,而大,大,大收,缩,缩，,从,从而,给,给零,件,件带,来,来形,变,变，,损,损坏,了,了它,的,的光,学,学性,能,能。,现,现在,日,日本,提,提出,了,了一,种,种新,的,的成,型,型方,法,法,放射,线,线法,。,。其,原,原理,是,是利用,放,放射,线,线的,能,能力,和,和穿,透,透力,，,，使,光,光学,塑,塑料,的,的单,体,体在,较,较低,的,的温,度,度范,围,围内,，,，并,在,在高,粘,粘度,状,状态,下,下，,发,发生,聚,聚合。这,样,样就,能,能有,效,效地,控,控制,反,反应,热,热和,体,体积,收,收缩,，,，从,而,而改,善,善了,成,成型,零,零件,的,的光,学,学性,能,能。,19,光学,塑,塑料,的,的加,工,工方,法,法,刀具,切,切削,直,直接,加,加工,金刚,石,石刀,具,具直,接,接用,来,来加,工,工光,学,学塑,料,料零,件,件。,机械,加,加工,将已,是,是板,材,材或,片,片材,的,的光,学,学塑,料,料划,裁,裁出,所,所需,形,形状,，,，再,进,进行,研,研磨,抛,抛光,制,制成,光,光学,零,零件,。,。,20,注射,成,成型,的,的光,学,学塑,料,料透,镜,镜，,均,均为一次,注,注射,成,成型。它,要,要求,透,透明,度,度极,高,高，,这,这就,给,给注,射,射成,型,型造,成,成了,一,一定,困,困难,。,。因,此,此，,对,对于,注,注射,成,成型,光,光学,塑,塑料,制,制品,模,模具,的,的结构设计、材质选择以及制造精度等都提出了,较,较高的要求,。,。,光学塑料零,件,件的注射成,型,型技术：,21,光学塑料注射成型法是将经过加,热,热成为流体,的,的定量的光,学,学塑料注射,到,到不锈钢模,具,具中，在加,热,热加压条件,下,下成型，经,冷,冷却固化后,打,打开模具便,可,可获得所需,要,要的光学塑料零,件,件的一种非球,面,面光学塑料,透,透镜加工技,术,术。,注射成型又,叫,叫注塑，它是光学,塑,塑料成型技,术,术的其中一,种,种，其它还,有,有铸造成型,、,、压制成型,等,等技术，而,光,光学塑料成,型,型技术是当,前,前制造塑料,非,非球面光学,零,零件的先进,技,技术。,22,光学塑料零,件,件的注塑：,1.,光学塑料零,件,件,注塑机,注塑机,是实现注塑,过,过程的设备,，,，使塑料融,化,化而塑化；,并,并能将塑化,的,的物料注入,模,模具腔中成,型,型。,23,注射装置：,注射装置一,般,般包括料斗,、,、计量装置,、,、螺杆传动,装,装置、注射,和,和移动油缸,、,、机筒和喷,嘴,嘴加热装置,、,、塑化注射,部,部分。,合模装置：,合模装置主,要,要有固定模,板,板、移动模,板,板、连接模,板,板用的拉杆,、,、合模油缸,、,、成品顶出,装,装置等。,24,液压传动和,电,电气系统：,液压传动和,电,电气控制系,统,统是为了保,证,证注射机完,成,成塑化、注,射,射和成型各,工,工艺过程预,定,定的要求和,动,动作程序，,准,准确有效地,设,设置动力和,控,控制系统。,主,主要有电动,机,机、油泵、,管,管道、各种,阀,阀门和其他,液,液压件、控,制,制箱等。,机座：,支撑和固定,铁,铁芯、绕组,等,等部件，将,定,定子、转子,连,连接组装起,来,来的结构件,，,，同时起到,方,方便设备安,装,装，适应不,同,同的设备及,安,安装环境而,调,调整安装尺,寸,寸的作用。,25,2.,模具,模具的质量,是,是注射成型,技,技术的关键。模具是在注,射,射时使塑料,成,成型的一个,腔,腔体装置，,组,组成模具型,腔,腔的零件称,为,为成型部件,，,，主要由凸模、凹模、型芯、嵌件和镶块等组成；构,成,成模具上型,腔,腔的模具零,件,件叫模芯，,模,模芯是模具,中,中最精密、,最,最关键的部,分,分，由它完,成,成注塑技术,中,中对零件的,复,复制。,26,27,28,光学塑料非,球,球面设计的,特,特点,29,光学塑料非,球,球面设计特,点,点,30,影响光学塑,料,料零件的主,要,要因素,影响透镜质,量,量的主要因,素,素有注射温,度,度、注射压,力,力、注射时,间,间、保压压,力,力、保压时,间,间和模具温,度,度等。这些,工,工艺条件的,选,选择是注射,成,成型技术的,关,关键。,传统上，,注,注射模具,设,设计及注,射,射工艺制,定,定要依赖,工,工程师的,经,经验和技,巧,巧，实际,的,的缺陷也,只,只靠反复,试,试模给予,修,修正，缺,乏,乏理论依,据,据和科学,计,计算方法,。,。由于光,学,学塑料透,镜,镜的壁厚,不,不均性，,如,如能预先,知,知道熔料,在,在流经浇,注,注系统和,型,型腔时的,剪,剪切速率,、,、温度、,压,压力及时,间,间等，就,能,能合理确,定,定模具结,构,构和注射,工,工艺，提,高,高产品的,一,一次成功,率,率。,31,影响光学,塑,塑料零件,的,的主要因,素,素,下面介绍,一,一些因素,对,对光学塑,料,料透镜质,量,量的影响,规,规律:,（,1,）在注射,产,产品结构,和,和尺寸一,定,定的情况,下,下，适当,地,地提高注,射,射温度和,模,模具温度,对,对快速充,模,模是有利,的,的。随着,注,注射温度,的,的提高，,熔,熔体的表,观,观粘度呈,指,指数关系,下,下降，粘,度,度降低，,熔,熔体易于,充,充模;而,温,温度越高,，,，就越容,易,易造成产,品,品收缩不,均,均，透镜,产,产生残余,内,内应力及,双,双折射现,象,象，使面,形,形精度无,法,法满足使,用,用要求。,32,影响光学,塑,塑料零件,的,的主要因,素,素,（,2,）为了提,高,高塑料光,学,学透镜的,表,表面光洁,度,度，也可,适,适当提高,注,注射压力,，,，把高聚,物,物熔料挤,到,到模具表,面,面，减少,充,充模流动,痕,痕迹，就,能,能复制出,与,与模具的,光,光洁度一,样,样的塑料,透,透镜。如,果,果注射压,力,力过低，,性,性射时间,长,长，熔化,的,的高聚物,在,在挤压到,型,型腔表面,上,上时可能,冷,冷却、凝,固,固，复制,不,不出像模,具,具型腔抛,光,光表面的,光,光洁度。,33,影,响,响,光,光,学,学,塑,塑,料,料,零,零,件,件,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,（,3,）,模,模,具,具,温,温,度,度,提,提,高,高,，,，,冷,冷,却,却,周,周,期,期,加,加,长,长,，,，,注,注,入,入,模,模,腔,腔,中,中,的,的,高,高,聚,聚,物,物,大,大,分,分,子,子,的,的,深,深,度,度,取,取,向,向,得,得,到,到,松,松,弛,弛,，,，,从,从,而,而,获,获,得,得,折,折,射,射,率,率,均,均,匀,匀,一,一,致,致,高,高,质,质,量,量,产,产,品,品,。,。,模,模,具,具,温,温,度,度,高,高,，,，,高,高,聚,聚,物,物,颗,颗,粒,粒,保,保,持,持,融,融,化,化,时,时,间,间,较,较,长,长,，,，,产,产,品,品,的,的,致,致,密,密,性,性,好,好,，,，,表,表,面,面,光,光,洁,洁,度,度,也,也,就,就,提,提,高,高,了,了,。,。,（,4,）,注,注,射,射,到,到,模,模,具,具,型,型,腔,腔,高,高,温,温,熔,熔,体,体,，,，,冷,冷,却,却,液,液,体,体,变,变,为,为,固,固,体,体,，,，,体,体,积,积,发,发,生,生,变,变,化,化,。,。,所,所,以,以,需,需,要,要,较,较,高,高,压,压,力,力,下,下,注,注,料,料,。,。,保,保,压,压,就,就,是,是,利,利,用,用,熔,熔,体,体,的,的,可,可,压,压,缩,缩,性,性,来,来,解,解,决,决,过,过,量,量,收,收,缩,缩,问,问,题,题,。,。,保,保,压,压,压,压,力,力,越,越,高,高,，,，,体,体,积,积,收,收,缩,缩,越,越,小,小,。,。,34,光,学,学,塑,塑,料,料,零,零,件,件,的,的,检,检,验,验,1.,外,观,观,检,检,验,验,外,观,观,检,检,验,验,主,主,要,要,是,是,检,检,验,验,材,材,料,料,的,的,均,均,匀,匀,性,性,、,、,透,透,明,明,度,度,、,、,色,色,泽,泽,和,和,颗,颗,粒,粒,的,的,大,大,小,小,。,。,2.,工,艺,艺,性,性,能,能,检,检,验,验,工,艺,艺,性,性,能,能,检,检,验,验,主,主,要,要,是,是,检,检,验,验,水,水,分,分,、,、,收,收,缩,缩,率,率,、,、,流,流,动,动,性,性,和,和,熔,熔,融,融,指,指,数,数,。,。,一,、,、,塑,塑,料,料,原,原,料,料,质,质,量,量,的,的,检,检,验,验,原,材,材,料,料,的,的,质,质,量,量,直,直,接,接,影,影,响,响,塑,塑,料,料,零,零,件,件,的,的,外,外,观,观,、,、,尺,尺,寸,寸,精,精,度,度,和,和,物,物,理,理,性,性,能,能,。,。,35,1.,加,加,料,料,量,量,与,与,塑,塑,化,化,温,温,度,度,加,料,料,量,量,每,每,次,次,应,应,相,相,等,等,，,，,以,以,保,保,证,证,均,均,匀,匀,塑,塑,化,化,。,。,温,温,度,度,合,合,适,适,的,的,检,检,验,验,方,方,法,法,是,是,，,，,在,在,模,模,具,具,和,和,喷,喷,嘴,嘴,脱,脱,开,开,状,状,态,态,下,下,进,进,行,行,对,对,空,空,注,注,射,射,，,，,流,流,出,出,的,的,塑,塑,料,料,条,条,应,应,光,光,滑,滑,明,明,亮,亮,、,、,无,无,变,变,色,色,、,、,无,无,气,气,泡,泡,、,、,银,银,丝,丝,。,。,2.,压,压,力,力,压,力,力,包,包,括,括,塑,塑,化,化,压,压,力,力,、,、,注,注,射,射,压,压,力,力,、,、,保,保,压,压,压,压,力,力,等,等,。,。,3.,时,时,间,间,与,与,成,成,型,型,周,周,期,期,一,次,次,注,注,射,射,全,全,过,过,程,程,包,包,括,括,闭,闭,模,模,、,、,注,注,射,射,、,、,保,保,压,压,、,、,冷,冷,却,却,、,、,开,开,模,模,顶,顶,出,出,塑,塑,件,件,等,等,。,。,4.,模,模,具,具,温,温,度,度,控,制,制,模,模,具,具,温,温,度,度,主,主,要,要,有,有,冷,冷,却,却,介,介,质,质,控,控,制,制,和,和,熔,熔,料,料,注,注,入,入,的,的,自,自,然,然,升,升,温,温,和,和,散,散,热,热,控,控,制,制,。,。,二,、,、,注,注,射,射,工,工,艺,艺,过,过,程,程,检,检,验,验,36,光,学,学,塑,塑,料,料,零,零,件,件,的,的,检,检,验,验,三,、,、,塑,塑,料,料,透,透,镜,镜,的,的,曲,曲,率,率,半,半,径,径,检,检,验,验,制,造,造,塑,塑,料,料,光,光,学,学,零,零,件,件,必,必,须,须,检,检,检,检,其,其,面,面,型,型,精,精,度,度,。,。,由,由,于,于,塑,塑,料,料,光,光,学,学,元,元,件,件,表,表,面,面,硬,硬,度,度,低,低,，,，,接,接,触,触,式,式,检,检,测,测,易,易,划,划,伤,伤,其,其,表,表,面,面,是,是,表,表,面,面,变,变,形,形,。,。,因,因,此,此,塑,塑,料,料,透,透,镜,镜,面,面,形,形,检,检,测,测,必,必,须,须,是,是,非,非,接,接,触,触,度,度,的,的,。,。,图,图,为,为,一,一,种,种,检,检,验,验,塑,塑,料,料,透,透,镜,镜,的,的,曲,曲,率,率,半,半,径,径,的,的,仪,仪,器,器,结,结,构,构,示,示,意,意,图,图,，,，,可,可,以,以,依,依,据,据,成,成,像,像,质,质,量,量,定,定,性,性,判,判,别,别,表,表,面,面,的,的,完,完,善,善,程,程,度,度,。,。,37,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,塑料零件成,型,型后，为了,改,改进和提高,其,其物理和化,学,学性能，延,长,长其使用寿,命,命，从而扩,大,大它的适用,范,范围提高经,济,济效益。通,常,常都要进行,镀,镀膜处理，,根,根据需要在,光,光学零件塑,料,料表面镀减反膜、反射膜、分光膜、滤光膜、抗静电膜和耐磨膜以及防水膜。,38,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,在光学领域,最,最常用的光,学,学塑料有,:,聚甲基丙烯,酸,酸甲脂,(PMMA),、聚苯乙烯,(PS),和聚碳酸脂,(PC),三种热塑性,塑,塑料。若要,正,正确地进行,塑,塑料透镜的,镀,镀膜,首先必须充,分,分地了解塑,料,料和膜料的,理,理化性能及,其,其相互间的,关,关系。,(,一,),内应力,:,从力学观点,来,来看,塑料透镜在,成,成型过程中,容,容易产生内,应,应力,而且不易消,除,除。内应力,大,大就容易使,塑,塑料透镜产,生,生裂纹,同时膜料沉,积,积到这种透,镜,镜表面后,内应力还会,转,转移到膜层,上,上来,从而降低薄,膜,膜的稳定性,甚至使膜层,开,开裂起皱。,因,因此膜层应,能,能经得起这,种,种内应力而,不,不开裂或脱,皮,皮。,39,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,(,二,),静电,:,塑料表面具,有,有高阻抗性,质,质,它经摩擦后,容,容易产生静,电,电,而且几乎无,限,限制地保留,。,。若塑料透,镜,镜带上了静,电,电,就会在镜片,表,表面吸附灰,尘,尘,这些灰尘不,容,容易用吹气,球,球吹去,用纱布也不,容,容易擦掉,由静电引起,的,的灰尘附着,可,可使薄膜增,加,加麻点,甚至开裂。,(,三,),耐磨和耐划,伤,伤性差,容易受各种,机,机械损伤。,为,为了清洁镜,片,片表面所施,加,加的力也会,划,划伤镜片表,面,面。,40,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,(,四,),抗化学性和,耐,耐溶剂性较,差,差,许多化学药,品,品和有机溶,剂,剂对光学塑,料,料具有腐蚀,作,作用。,主要光学塑,料,料的耐溶剂,性,性能表,41,(,五,),耐热性差。,光,光学塑料的,耐,耐热温度均,在,在,90C,左右,加温会使零,件,件变形,还会因热疲,劳,劳而产生裂,纹,纹,造成塑料老,化,化,透过率严重,下,下降,从而给真空,镀,镀膜带来困,难,难。,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,(,六,),光学塑料的,吸,吸水性比光,学,学玻璃大,尤其是在高,温,温下,潮湿将使膜,层,层的附着力,恶,恶化,。,(,七,),光学塑料的,热,热膨胀比光,学,学玻璃严重,。,。,42,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,主要光学塑,料,料的物理性,能,能,43,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,目前光学塑,料,料零件常用,的,的镀膜方法,有,有真空蒸镀法、离子镀膜法、溅射镀膜法和化学镀膜法等,一般来说,玻璃零件的,镀,镀膜技术同,样,样可以用于,塑,塑料光学零,件,件。,但是从膜层,的,的附着强度,来,来看,用塑料基底,时,时,与玻璃相比,是,是很弱的。,另,另外塑料具,有,有与玻璃不,同,同的特性,其镀膜工艺,不,不能照搬玻,璃,璃透镜的镀,膜,膜工艺,而有其独特,的,的工艺措施,。,。可以对比,玻,玻璃透镜和,塑,塑料透镜的,镀,镀膜工艺流,程,程。,44,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,（玻璃 和,塑,塑料透,镜,镜镀膜工艺,流,流程）,45,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,以真空蒸镀,法,法为例，为,了,了减少镀膜,时,时蒸发源对,塑,塑料透镜的,热,热辐射,避免透镜受,热,热变形,;,为了提高膜,层,层的质量，,要,要求,:,1.,尽可能选用,口,口径大、带,有,有电子枪、,抽,抽速快的真,空,空镀膜机,;,2.,在满足光学,性,性能要求的,前,前提下,应选用层数,尽,尽量少的膜,系,系；,3.,膜料除了要,有,有高纯度外,膜料还要满,足,足下表。,46,光学塑料零,件,件的表面镀,膜,膜,塑料透镜的,真,真空蒸镀工,艺,艺与玻璃透,镜,镜基本相同,所不同的是,塑,塑料透镜不,能,能像玻璃透,镜,镜那样烘烤,而在室温下,淀,淀积会降低,膜,膜层在塑料,透,透镜上的附,着,着力,必须寻求其,它,它工艺手段,来,来提高膜层,的,的附着力,如控制适当,的,的淀积速率,和,和蒸镀过程,等,等。,蒸发方法,:,目前常用的,有,有电阻热蒸发和电子束蒸发的方法。由,于,于电子束蒸,发,发比电阻热,蒸,蒸发的热辐,射,射小,蒸发速率快,且,且淀积的膜,层,层数致密,所以对于塑,料,料透镜最好,选,选用电子束,蒸,蒸发方法。,在,在塑料透镜,上,上制备硬膜,时,时,要尽量缩短,镀,镀膜时间,以减少对塑,料,料透镜的热,辐,辐射。并且,蒸,蒸发离离子,轰,轰击结束的,时,时间越近越,好,好。,47,非球面面形,的,的检测,对于非球面,的,的检测从原,理,理上看，可,分,分为三类：,利,利用光的直,线,线性的几何光线法，利用光的,波,波动性的干涉法，利用测头,对,对整个被测,面,面进行扫描,的,的直接面形轮,廓,廓法。,48,非球面面形,的,的检测,刀口阴影法,实,实质上是发,现,现会聚同心,光,光束完善程,度,度的一种非,常,常灵敏的方,法,法，最初多,用,用于检验大,口,口径光学元,件,件的面形误,差,差，主要适,用,用于各种尺,寸,寸的旋转二,次,次非球面的,面,面形检测。,它,它所需的设,备,备简单，定,性,性分析灵敏,度,度高，适用,于,于现场的检,测,测，且不易,划,划伤镜面，,速,速度快。,刀口阴影法,检,检测椭球面,时,时的原理图,49,非球面面形,的,的检测,干涉法检测,非,非球面可分,为,为：零位检测和非零位检测。检测非球,面,面元件时按,照,照零位条件,，,，需要在检,测,测系统中增,加,加附加光学,元,元件，以补,偿,偿被测非球,面,面的非球面,度,度。因此，,如,如果被测非,球,球面是理想,的,的非球面，,其,其干涉图将,是,是等间隔的,白,白条纹。根,据,据条纹偏离,情,情况，可以,判,判断被测非,球,球面的面形,精,精度。,零位检测光,路,路,50,非球面面形,的,的检测,非零位检测,可,可以分为斜,率,率直接检测,法,法和波前直,接,接检测法。,对,对于非,零,零位检测入,射,射到非球面,上,上的光线并,不,不按原路返,回,回，因此即,使,使被测非球,面,面是理想的,，,，也不能得,到,到等间隔直,条,条纹。只需,要,要计算机数,据,据处理软件,可,可实现，以,及,及干涉条纹,可,可分辨。,非零,位,位检,测,测光,路,路,51,非球,面,面面,形,形的,检,检测,非球,面,面一,般,般主,要,要采,用,用轮,廓,廓测,量,量法,和,和干,涉,涉测,量,量法,进,进行,检,检测,。,。,廓测,量,量法,采,采用,接,接触,式,式或,非,非接,触,触式,的,的测,量,量方,式,式，,直,直接,测,测量,非,非球,面,面的,矢,矢高,；,；而,后,后利,用,用非,球,球面,的,的方,程,程，,减,减去,非,非球,面,面的,轮,轮廓,线,线，,从,从而,得,得到,非,非球,面,面的,面,面形,轮,轮廓,线,线。,由,由于,非,非球,面,面的,矢,矢高,一,一般,存,存在,较,较大,的,的变,化,化范,围,围,(,几毫,米,米到,几,几十,毫,毫米,),，此,种,种测,量,量方,法,法必,须,须有,较,较大,的,的量,程,程，,相,相应,的,的就,很,很难,获,获得,很,很高,的,的测,量,量精,度,度。,此,此方,法,法一,般,般用,于,于非,球,球面,元,元件,铣,铣磨,和,和预,抛,抛光,阶,阶段,检,检测,。,（接,触,触式,轮,轮廓,仪,仪的,探,探针,）,）,52,非球,面,面面,形,形的,检,检测,非接,触,触式,轮,轮廓,仪,仪的,基,基本,结,结构,与,与接,触,触式,轮,轮廓,仪,仪基,本,本相,同,同，,二,二者,最,最主,要,要的,差,差别,是,是测,量,量探,针,针。,非,非接,触,触式,轮,轮廓,仪,仪往,往,往采,用,用光,学,学测,长,长仪,器,器，,如,如色,差,差传,感,感器,来,来代,替,替接,触,触探,针,针。,三坐,标,标测,量,量机,三坐,标,标测,量,量法,通,通过,对,对空,间,间坐,标,标的,测,测量,，,，可,以,以获,得,得被,测,测物,件,件的,外,外形,轮,轮廓,。,。,53,谢谢,谢谢,观,观看,/,欢迎,下,下载,BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH,