Täiustatud optilise töötlemise tehnoloogia väljatöötamise ja status quo analüüs1

Nüüd ei ole raske leida, et peaaegu kõik sõjalise relva süsteemid on varustatud erinevate fotoelektriliste sensor seadmed, ja need fotoelektrilised sensor seadmed, rohkem või vähem erinevaid stiile optilisi komponente kasutatakse. Alates materjalide uuringu aruande tehtud USA armee, me teame, et 1980-1990, USA sõjalise laser ja infrapuna soojuskujutise seadmed vaja 1147700 tükki erinevate optiliste osade, millest 635900 tükki sfäärilised optilised osad ei kasutatud. Seal on 234600 sfäärilised optilised osad, 181000 lame optilised osad ja 96200 polühedaalne skaneerimine peeglid. Võtke näiteks M1-paak. Ta kasutab umbes 90 objektiivid, 30 prisms ja erinevate peeglite, akende ja laser komponendid. Teine näide on väike AN/AVS-6 pilootöise nägemise kaitseprillid, mis kasutavad 9 sfäärilist optilist osa ja 2 sfäärilist optilist osa.

Alates 1970. Sõjalise optilised süsteemid ei nõua mitte ainult hea pildikvaliteet, vaid ka väiksus, kerge kaal ja lihtne struktuur. See on optiliste töötleva tööstuse jaoks raske katse. Selleks et sammu pidada aja arenguga ja disainiga ning toota kvaliteetseid optilisi pilditöötlussüsteeme, teostas optiliste osade töötlemise tööstus 1970. Optiliste osade töötlemise meetod. Viimase 10 aasta jooksul on uut optilist osade töötlemise tehnoloogiat veelgi edendada ja populariseerida. Praegu hõlmavad välisriikides tavaliselt kasutatavad optilised osade töötlemise tehnoloogiad peamiselt järgmist:

Arvuti numbriline kontroll ühe punkti teemant keerates tehnoloogia, optiline klaas objektiiv vormimise tehnoloogia, optiline plastist vormimise tehnoloogia, arvuti numbriline kontrolli lihvimine ja poleerimine tehnoloogia, epoksüvaigu replikatsiooni tehnoloogia, elektrovormimise tehnoloogia ... ja traditsiooniline lihvimis- ja poleerimistehnoloogia.

2. Arvuti numbriline kontrolli ühe punkti teemant keerates tehnoloogia

Arvuti numbriline kontroll ühe punkti teemant keerates tehnoloogia on asfääriline optiline osa töötlemise tehnoloogia, mis oli esimene välja töötatud USA National Defense Research Institute 1960 ja edendada ja kohaldada 1980. Ta kasutab looduslikke ühe kristall teemant tööriistad ultra-täppis CNC treipingid. Tööpinki ja töötlemiskeskkonda täpse kontrolli all kasutab ta otse rombitööriistu ühe punkti ni, mis pöörleb optilise kvaliteedi nõuetele vastava asfääriliste optiliste osade töötlemiseks. Seda tehnoloogiat kasutatakse peamiselt väikeste ja keskmise suurusega infrapunakristallide ja metallmaterjalide optiliste osade töötlemiseks. Selle omadused on kõrge tootmistõhusus, kõrge töötlemistäpsus, hea korratavus, massitootmiseks sobiv ja töötlemiskulud on oluliselt madalamad kui traditsioonilised töötlemistehnoloogiad. Optilised osad läbimõõduga alla 120mm töödeldud käesoleva teemant keerates tehnoloogia on pinna täpsus 1/2 ~ 1l ja root keskmine ruutväärtus pinna karedus on 0.02 ~ 0.06mm.

Praegu on teemandikeeramistehnoloogia abil töödeldavad materjalid: värvilised metallid, germaanium, plast, infrapunaoptilised kristallid (elavhõbekaadmiumtelluuri, kaadmiumiantiom, polükristalne räni, tsinksulfiid, tsinkseleniid, naatriumkloriid, kaaliumkloriid, kloriidstrontsium, magneesiumfluoriid, kaltsiumfluoriid, liitiumniobaat, KDK kristall) elektrovaba nikkel, berülliumvask, germaaniumil põhinev kalkogenid, klaas. Eespool nimetatud materjalid võivad otseselt vastata optilise pinnakvaliteedi nõuetele. See tehnoloogia võib töödelda ka klaasi, titaani, volfram ja muud materjalid, kuid praegu ei saa ta otseselt vastata optilise pinna kvaliteedi nõuetele ning nõuab edasist lihvimist ja poleerimist.

Lisaks sfääriliste ja sfääriliste optiliste osade otsesele töötlemisele saab arvuti numbrilist kontrolli ühe punkti teemanttreimistehnoloogiat kasutada ka erinevate optiliste osade töötlemiseks, mis moodustavad hallitusseened ja optilised osad, nagu klaasvormimisvormide töötlemine, koopiavormid ja optilised plastmassid. Injection vormimise hallituse ja masina kere töötlemiseks ja paljundamiseks epoksü optilised osad jne See tehnoloogia on kombineeritud ioonkiire poleerimistehnoloogiaga, et töödelda täppis-asfäärioptilisi osi; koos kõva süsiniku katmise protsessi ja epoksüvaik replikatsiooni tehnoloogia, see võib toota suhteliselt odav täppis afreerite peeglid ja läätsed. Kui teemanttreipinkidele lisatakse lihvimistarvikuid või kasutatakse keraamilisi tööriistu, paigaldatakse täppisseadmed ja teemantide lõikamine toimub madalal temperatuuril -100 °C, laiendatakse selle tehnoloogia rakendusulatust veelgi. Praegu Optical Center Ülikooli Arizona on kasutanud seda tehnoloogiat, et asendada traditsiooniline käsitsi töötlemise tehnoloogia, kuid kui töötlemine klaas optilised osad, see ei saa otse jahvatatud optilise peegli, mis vastab kvaliteedi nõuetele, ja paindlik poleerimine on endiselt vajalik.

Optiliste osade ühepunktilise rombipöörde tehniline ja majanduslik mõju on väga ilmne. Näiteks 90° off-telje paraboolpeegel läbimõõduga 100mm töötlemisel, kui kasutatakse traditsioonilist lihvimis- ja poleerimineprotsessi, võib pinna täpsus ulatuda kuni 3mm (5l) ja töötlemisaeg võtab 12 kuus, iga paraboolpeegli töötlemiskulu on 50 000 USA dollarit.

Kasutades teemant keerates meetod, seda saab täita 3 nädalat, töötlemise maksumus on ainult 4tuhat USA dollarit, ja pinna täpsus võib ulatuda 0,6μm (1λ). Honeywell Ameerika Ühendriikidest kasutas seda tehnoloogiat, et töödelda AN/AAD-5 infrapunaluureseadme tetrahedral skaneerimispeeglit. Pöörleva peegli mõlemal küljel on 88,9\''203.2mm, mõlema külje tasasus peab olema 1/2 ja nurga täpsus 90°±42. Treipinkiga töödeldi 15 kuuga 124 pöörlevat peeglit ja kvaliteet vastas projekteerimistehnilistele nõuetele. Iga pöörlev peegel säästab US $ 2770 võrreldes töötlemise traditsiooniliste töötlemismeetoditega. Honeywell kasutas seda protsessi toota 200 tetrahedral pöörleva peeglid, säästes kokku ligi 900.000 USA dollarit. Lisaks 100.000 lennuk peeglid olid töödeldud AN / AAD-5 infrapuna luure seade, säästes rohkem kui 10 miljonit USA dollarit. 10 aasta jooksul 1980-1990, töötlemise maksumus 4 liiki sõjalise optilised osad, sealhulgas lennuk (50\''50mm), polühedron (läbimõõt 90mm), sfääriline pind (läbimõõt 100mm) ja asfääriline pind (läbimõõt 125mm), põhines konservatiivne majandus. Vastavalt arvutuse tulemused, USA Kaitseministeerium on säästnud kokku umbes 400 miljonit USA dollarit.