光學玻璃發展以來,玻璃零件毛坯(透鏡、棱鏡)生產一般是將熔製好的玻璃毛坯料,再加熱軟化,裝入金屬模具內加壓成大致的(de)外形之後,再通過(guò)粗磨、細磨、拋光而製造出來。這種方法國外在70年代出現光學玻(bō)璃連(lián)續熔(róng)煉技術以(yǐ)後已下降(jiàng)做為輔助(zhù)方法。
從70年代(dài)開始,光學玻璃發達的日本主要工廠在光學玻(bō)璃生產中已采用最先進的生產工藝…三直生產(chǎn)工藝(yì)(三D),即直接通電熔(róng)化、直(zhí)接壓型(xíng)、直接精密退火,其中直接成(chéng)型即連續(xù)熔煉或單坩堝漏料的滴料成(chéng)型方法,國(guó)外又習(xí)慣稱“一次壓型”。這(zhè)種先進的壓型工藝是將玻璃液直接壓(yā)製成光學毛坯,這樣大大簡(jiǎn)化過去二次壓型(xíng)的生產工藝,節省人力、設備、降(jiàng)低能(néng)耗、提高原材料利用率。日本的保(bǎo)穀公(gōng)司光學玻璃三直生產線,把用粘土坩堝爐古典方法需要170日、用鉑(bó)金(jīn)坩堝(guō)澆注方法需要34日的生產周期縮短到了3日的生產周期。成品率從古典(diǎn)法最高的40%的水平提高到90%以上的(de)水平。
光學玻璃壓型也叫做無研(yán)磨壓型,是指壓型製得的光學元件不需要研磨、拋光、磨邊、對中心等光學加(jiā)工,直接裝配到光學儀器上去。這種光學玻璃壓型件對表麵光潔度和(hé)尺寸精度要求相當的高,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,以產生的幹涉條紋數衡量其質量,對用於照相機係統的透鏡來講通常要(yào)求通過透鏡半徑的(de)牛頓環數應少於(yú)6個,通過兩(liǎng)個互相垂直半徑(jìng)的(de)牛頓環數的差要少(shǎo)於3個,兩種牛頓環(huán)的個數越少,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(tǐ)(如氮氣2保護的模具中去,這種模具的內(nèi)表(biǎo)麵要有高的(de)表麵光潔度和高的尺寸精度;附著於內表麵的材料要有高的硬度,好的抗氧化性能(néng),好的熱傳導性,在高溫下不與玻(bō)璃發生粘結,有好的衝擊(jī)強(qiáng)度和抗析強(qiáng)度,不透過氣體,水蒸汽及(jí)液體。滿足上述要求的材料(liào)有玻(bō)璃碳、碳化矽(guī)和氮化矽。但玻璃碳比起後兩者組織鬆散易(yì)氧化,易擦傷,彈性模量小。抗(kàng)衝擊和抗析強度小,熱傳導性(xìng)能差。從國外專利報導來看70年代初(chū)期成型模內表麵采用了玻璃碳(tàn),而70年代(dài)中期發表的專(zhuān)利則改用碳化矽或(huò)氮化矽了。把(bǎ)這兩種材料附(fù)著於(yú)模具內表麵的方法有(1)熱壓(yā),(2)離子濺襯法,(3)氣相沉積法。其固著層的厚度至少為lOptm。這種模具的結構較為複雜(zá),玻璃壓型(xíng)完了之(zhī)後,不能立即脫模,需使(shǐ)玻璃溫度降到轉變溫度以下再脫模。精密壓型可以壓製球麵、非球麵(miàn)及其它複雜形狀的光學零件,壓型效率高,壓型質量好。80年代中期在光學玻璃生(shēng)產中采用模壓一次成(chéng)型加工二玻璃精密透鏡的麵型(xíng)精度達(dá)Y/10,厚度和直徑公差達10UM,楔角小於10-3毫弧(hú)度,雙(shuāng)折(shé)射每CM小於Y/10,折射率均勻性達(dá)10-6,精密透(tòu)鏡一次(cì)精密壓型在(zài)日本、德國等國家已經采用。
光(guāng)學玻(bō)璃生產經曆(lì)了塊料一(yī)二次壓(yā)型型料一直接液態壓型型料的發展(zhǎn)過程(chéng),正向著精密壓型發展。而我國目前光學玻璃生產主要供(gòng)貨形式依然是塊料。從整個光學工業的經濟效益考慮,發展型料生產(chǎn)是當務之急。立足於我國目前光學玻璃生產工藝水平(píng)和市場的實際需要,應首先搞好二次(cì)壓型生產,在完善二次壓型生產中要注意解(jiě)決好備料方法.離型劑(jì)、不粘玻璃的瓷盒材(cái)料和實現機械f{二自動化等兒個主要(yào)工藝技術問題,直接液態壓型較二次壓型有替明顯(xiǎn)地技術經(jīng)濟(jì)效果,是今後光學(xué)玻璃生產的必由之路。但從我國當前光學(xué)工業的實際需要出發同時參考國際上光(guāng)學玻璃生產(chǎn)工藝的發展趨勢,我國發展直接液態壓型要特別注意發展多品(pǐn)種、多規格小批量的直接壓型,而要解決好小批量的直接光學玻璃壓型就需首先解決小批量光學玻璃的熔煉技術,發展與之相適應的光學(xué)玻璃熔煉池爐。在發展完善二次壓型、直接液態(tài)壓型的同時,應積極開展(zhǎn)精密壓型的研究試(shì)驗,以使我國光學玻(bō)璃壓型(xíng)技術早日趕上世界先進水平。