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国外光学加工技术的发展现状

时间:2015-05-24 20:23:22 来源:网络收集 作者:佚名 阅读:

如今我们不难发现,军用武器系统中几乎都装备有各种各样的光电传感器件,而在这些光电传感器件中,或多或少都采用了各种样式的光学零件。

从美国陆军所作的一项调查报告的材料中我们知道,1980~1990年美国军用激光和红外热成像产品所需要的各种光学零件就有114.77万块,其中球面光学零件为63.59万块,非球面光学零件为23.46万块,平面光学零件为18.1万块,多面体扫瞄镜为9.62万块。拿M1坦克为例,其大约使用了90块透镜、30块棱镜以及各种反射镜、窗口和激光元件。又如一具小小的AN/AVS-6飞行员夜视眼镜就采用了9块非球面光学零件和2块球面光学零件。  

从70年代开始,以红外热成像和高能激光为代表的军用光学技术迅速发展。军用光学系统不但要求成像质量好,而且要求体积小、重量轻、结构简单。这对光学加工行业是一个严峻考验。为了跟上时代发展的步伐,设计和制作出质地优良的光学成像系统,光学零件加工行业于70年代开展了大规模技术革命和创新活动,研究开发出许多新的光学零件加工方法,如非球面光学零件的加工法。近10多年来,新的光学零件加工技术得到进一步地推广和普及。

目前,国外较为普遍采用的光学零件加工技术主要有:

计算机数控单点金刚石车削技术、光学玻璃透镜模压成型技术、光学塑料成型技术、计算机数控研磨和抛光技术、环氧树脂复制技术、电铸成型技术……以及传统的研磨抛光技术等。
计算机数控单点金刚石车削技术,是由美国国防科研机构于60年代率先开发、80年代得以推广应用的非球面光学零件加工技术。它是在超精密数控车床上,采用天然单晶金刚石刀具,在对机床和加工环境进行精确控制条件下,直接利用金刚石刀具单点车削加工出符合光学质量要求的非球面光学零件。该技术主要用于加工中小尺寸、中等批量的红外晶体和金属材料的光学零件,其特点是生产效率高、加工精度高、重复性好、适合批量生产、加工成本比传统的加工技术明显降低。采用该项金刚石车削技术加工出来的直径120mm以下的光学零件,面形精度达l/2~1l,表面粗糙度的均方根值为0.02~0.06mm。  

目前,采用金刚石车削技术可以加工的材料有:有色金属、锗、塑料、红外光学晶体(碲镉汞、锑化镉、多晶硅、硫化锌、硒化锌、氯化纳、氯化钾、氯化锶、氟化镁、氟化钙、铌酸锂、KDK晶体)无电镍、铍铜、锗基硫族化合物玻璃等。上述材料均可直接达到光学表面质量要求。此技术还可加工玻璃、钛、钨等材料,但是目前还不能直接达到光学表面质量要求,需要进一部研磨抛光。

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