光學(xué)鏡片拋光加工防護知識大全

2024-04-01 派大星

我們都知道,光學(xué)鏡片在加工過程中,尤其是拋光后這個階段,這個階段也是光學(xué)鏡片在決定成敗最重要的一個環(huán)境,下面激埃特小編將帶領(lǐng)大家去認識這一段拋光加工過程中的一些冷知識,以便幫助大家更好認識光學(xué)鏡片加工中的一些細節(jié)。


常見的無色光學(xué)玻璃具有高透性,化學(xué)及物理結(jié)構(gòu)性能上具有高度均勻性,具有特定和精確的光學(xué)常數(shù)。一般分為冕玻璃(K)和火石玻璃(F)。

 

光學(xué)鏡片拋光加工防護知識大全


冕玻璃是指(crown glass)不含氧化鉛、折射率低、色散值不大的光學(xué)玻璃。輕質(zhì)的的含有氧化鋇10%左右,含硅74%。重質(zhì)的含有氧化鋇44%左右。磷質(zhì)的含有五氧化二磷70%左右。

 

火石玻璃用二氧化硅、氧化鉀(K2O)和氧化鉛(PbO)等原料熔煉而成,其特點是折射率高,色散大。由于含鉛,玻璃的比重也大,手掂時感到沉重,火石玻璃中所含的鉛越多,折射率越高,而且比重也越大。

 

玻璃的脆弱性

常規(guī)的玻璃在受到撞擊或擠壓就會破碎,如果出現(xiàn)有明顯的溫度差,玻璃也會炸裂。加熱時受熱不均勻、高溫時遇冷風(fēng)、高溫時放在冷的物體上、冷卻過快、冰箱中取出置于高溫空氣中。熱水冷水沖洗也會炸裂。如果玻璃中存在裂紋,裂紋是發(fā)展的,有振動和溫度變化裂紋會越來越大。

 

拋光后的玻璃更脆弱

經(jīng)過拋光后的玻璃表明更加脆弱,與物體一旦有輕微的摩擦就會產(chǎn)生劃痕,如果出現(xiàn)與物體輕微的擠壓都會產(chǎn)生破點。

 

玻璃的化學(xué)性質(zhì)

玻璃可以與很多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),經(jīng)過拋光后的玻璃表明與物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會生成不同顏色的斑塊,從而導(dǎo)致玻璃被腐蝕變得不透明,被腐蝕后的光學(xué)玻璃表明透光能力就會下降。由于不同牌號的玻璃化學(xué)穩(wěn)定性不同,被腐蝕的速度也不盡相同,這些化學(xué)反應(yīng)的速度還跟溫度有關(guān)系,溫度越高則速度越快。與水反應(yīng)快表現(xiàn)出來的便是耐水性差,與酸反應(yīng)快則表現(xiàn)耐酸性差,與堿反應(yīng)快也是同理,越是潮濕的空氣下,則表現(xiàn)耐濕性差。

 

具體的腐蝕情況體現(xiàn):

在水中浸泡或拋光后不及時擦凈表面;

與酸性液體接觸;

與堿性液體接觸;

接觸酸性或堿性氣體;

曝露在空氣中。

高溫潮濕的天氣情況下。

 

光學(xué)晶體類加工

在加工晶體類光學(xué)鏡片時,除了石英晶體比玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)好以外,其他的晶體在化學(xué)與物理性能上均差與玻璃。從晶體結(jié)構(gòu)上,原子按照一定規(guī)律排列,不同方向結(jié)合力不同,會產(chǎn)生解理現(xiàn)象。晶體在接受外力、溫度、液體侵蝕時,變回沿著一定方向破裂,出現(xiàn)層層的解理面,而這種解理現(xiàn)象是有特定方向以及周期的,這也是可解理晶體的特性。

 

晶體在加工過程中的弱點

晶體生長后內(nèi)應(yīng)力大于玻璃,在明顯的溫差與幀動畫是很容易出現(xiàn)炸裂,多數(shù)晶體硬度均低于玻璃,比玻璃更容易擦出劃痕,擦拭零件時往往晶體出現(xiàn)劃痕的情況遠甚玻璃。同時其自身水解能力高于玻璃,本身更容易被腐蝕。

 

在經(jīng)歷切割時,由于內(nèi)應(yīng)力大于玻璃,切割過程產(chǎn)生釋放的內(nèi)應(yīng)力,如果加工不當(dāng)則會出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。切割晶體時,切割速度要根據(jù)切割能力調(diào)整,過快或過慢都會產(chǎn)生擠壓力導(dǎo)致零件破碎;或鋸片頂彎切割面不平整,甚至鋸片基體摩擦零件。切割鋸片跳動要調(diào)整到規(guī)定的范圍,鋸片的抖動對零件的沖擊力非常明顯,鋸片上金剛石除了要鋒利外,金剛石層一定要高于基體,同時要保證晶體不能與基體直接摩擦;冷卻液要充分、位置正確。

 

光學(xué)表面特征

光學(xué)表明通常通過拋光獲得,外觀呈現(xiàn)光滑透明或者反光,光學(xué)表明需要達到微觀不平度(表面粗糙度)Rz<0.05微米。光學(xué)表明是規(guī)則的,表明輪廓需要達到一定精度,通過牛頓干涉環(huán)的數(shù)量和規(guī)則程度來衡量,如光圈數(shù)和局部誤差。表明缺陷也叫光潔度,如S/D要求。

 

激光級表面加工的要求

激光產(chǎn)品要求要高于一般光學(xué)表面。

微觀不平度,Rz<0.01微米。

表面形狀,λ/10量級。

表面缺陷, S/D:優(yōu)于10-5。

 

表面缺陷指光學(xué)表面上的劃痕、麻點以及斑點,也包括一些不能清除的灰塵和污漬,同時表明上出現(xiàn)變色(被腐蝕)也是不可以的。

 

材料拋光后表面脆弱的原因

拋光前,粗磨后表面粗糙度約Rz=6.3微米,表面受的損傷深度6微米,可以不認為是損傷。精磨后的表面粗糙度約Rz=1.6微米,表面受的損傷深度1微米,可以不認為是損傷。這些損傷都可以在后面加工中去除。、

拋光后,材料表面粗糙度小于Rz=0.05微米,表面受的損傷深度達0.1微米時就很明顯了,就成為嚴重表面缺陷,出現(xiàn)這種情況的光學(xué)鏡片會影響光路傳播。在激光產(chǎn)品表面更淺的損傷,也會影響產(chǎn)品的使用。

 

注意:不要接觸拋光后的表面,不管是間接還是直接的接觸都會損傷光學(xué)表面。

 

常見易忽略的損傷光學(xué)鏡片表面的情況

擦拭紙,不管是擦拭紙還是棉花,都是可能擦壞零件的,盡管比產(chǎn)品軟,由于擦拭紙中有纖維,干燥時較硬,所以仍然可以劃傷表面。

 

擦拭劃痕的出現(xiàn)

如果表明出現(xiàn)灰塵污漬的情況,都需要我們將它清理掉,在受到力時灰塵才會移動,所以擦拭時候需要用一定力使灰塵滑動,而這些灰塵在光學(xué)材料表面滑動或滾動就有可能產(chǎn)生劃痕。

 

如何避免光學(xué)鏡片缺陷的出現(xiàn)

要想讓表明沒有灰塵,就要保證環(huán)境清潔、空氣清潔,空氣中常含有水分,這些水分都可能帶有酸性或堿性,經(jīng)過加工的未完成光學(xué)表面在接觸到時都會產(chǎn)生腐蝕,且這個腐蝕速度隨著溫度升高而變快。如果表面無灰塵,可減少擦拭。

 

運輸問題

如拋光面放在墊有紙的盤子上,移動盤子是不可能非常平衡的,盤子的晃動會使零件在紙上滑動(特別是凸面朝下的情況),這就會劃傷表面,更嚴重的出現(xiàn)碰撞。

 

相隔工房的傳遞

從空調(diào)室內(nèi)到室內(nèi),再進空調(diào)室(如拋光車間到鍍膜車間)。在零件沒有保溫措施的情況下,

夏天是低溫——高溫——低溫;冬天是高溫——低溫——高溫。溫度的溫差變化下,晶體也能產(chǎn)生上述的解理或炸裂,裸露的表明也會出現(xiàn)水解或腐蝕。在零件傳遞過程中,要密封和保溫。在溫度變化明顯的情況下,要使產(chǎn)品與室溫接近時再拆封。

 

包裝注意

包裝的放置很重要,是否牢固,產(chǎn)品之間是否發(fā)生碰撞,拋光表面是否受到摩擦,這些都是發(fā)生機械損傷的因素。軟包裝產(chǎn)品在大包裝中晃動也有可能產(chǎn)生劃傷,搖晃散包的產(chǎn)品或用手捏包裝內(nèi)的產(chǎn)品也會出現(xiàn)劃傷。

 

拋光后環(huán)境需求

拋光后的工房要清潔,溫度適合、濕度小,不能有腐蝕性氣體,經(jīng)過拋光后,環(huán)境要保持清潔、干燥,且進行低溫保持,避免陽光直射,如干燥柜、干燥缸、加干燥劑抽真空。工房要門窗緊閉,樓道也要清潔,保溫防濕,不要使用帶腐蝕性氣體的物品。工房清潔衛(wèi)生不能使得灰塵揚起,也不可用水沖洗地面。加工設(shè)備要保持清潔干凈,包括輔助材料、擦拭材料。

 

透鏡及零件的放置

每個零件之間保持在10mm以上的間隔,差不多一手指的寬度,大于D30的零件間隔要適當(dāng)加大。關(guān)于零件在料盤的放置主要體現(xiàn)以下:

雙凹透鏡:平面倒角較寬的在下,較凹的面在下。

平凹透鏡:凹面在下。

平凸透鏡:平面在下。

雙凸透鏡:較平的面在下。

一些特別的零件要做隔板或開孔將零件固定。不易損傷的表面朝下。不易滑動和晃動的表面朝下。

 

零件下面的襯墊

精磨后的產(chǎn)品在料盤中要墊海棉;凸拋光面在下時,要墊一層紙(電容紙、拷貝紙、棉紙)。增加阻力,柔軟潔凈的表面接觸零件。

 

拋光后透鏡的拿取

一只手一次只能拿一個零件;一次拿多個透鏡容易產(chǎn)生碰撞和摩擦,損傷零件。拇指和食指(或中指)拿透鏡的側(cè)面(非拋光部位);手直接接觸拋光面會產(chǎn)生腐蝕。

 

操縱人員注意和禁忌

帶好口罩,無不能對著拋光零件說話,避免唾液濺到零件。

人皮膚不能直接接觸拋光面,沾有汗的東西也不能接觸。

避免拋光面與其它物品摩擦出現(xiàn)劃痕。

不留長指甲,指甲容易碰到拋光面出現(xiàn)損傷,不可帶戒指。

拋光后避免接觸酸、堿、鹽等。沾水要立即擦去。

車間不能使用酸,同時也要避免車間外的酸氣進入車間。