非球面光学玻璃精密压模工艺及光学玻璃精密高温软化炉制造技术

本发明专利技术涉及非球面光学玻璃精密模压成型工艺，其分３步工序进行，其特征在于：３步工序是：（１）加热工序：采用非球面光学玻璃精密高温软化炉加热在１２００℃高温，用２００－５００秒时间对非球面光学玻璃原料加热至软化温度Ｔｇ以上，达到成型要求，进料－加热－出料，自动完成；（２）成型工序：把已软化的非球面光学玻璃原料，放至保温的金属模具内，温度范围在３００－６５０℃左右，进行压制成型，压力在５－１吨左右，采用热压玻璃成型设备和精密模压成型新技术，获得高精度的非球面光学玻璃热压成型件；（３）缓冷工序：利用隧道式退火炉，在７００－４００℃温度，４小时左右进行降温，退火。本发明专利技术采用新工艺提高了生产速度，降低了成本，大大提高了成型机的工作效率，同时也提高了单位时间的生产效率，而且还改善了光电仪器的性能。

Aspheric optical glass precision die pressing process and optical glass precise high temperature softening furnace

The present invention relates to a non spherical optical glass precision molding process, the 3 step process, which is characterized in that: the 3 steps are: (1) heating process: the aspheric optical glass precision high temperature softening furnace at high temperature of 1200 DEG C, with 200 - 500 seconds of non spherical optical glass material is heated to the softening temperature of more than Tg, reach the requirements of forming and feed heating material, automatic completion; (2) forming process: the aspherical optical glass material has been softened, metal mold to heat, in the temperature range of 300 to 650 DEG C, pressure molding, pressure in the 5 - 1 tons so, using new technology of hot pressing molding equipment and precision glass molding, high precision aspheric optical glass molding parts; (3) slow cooling process by means of tunneling The road type annealing furnace is cooled and annealed at 700-400 DEG C for 4 hours or so. By adopting the new process, the production speed is improved, the cost is reduced, the work efficiency of the forming machine is greatly improved, and the production efficiency per unit time is improved, and the performance of the photoelectric instrument is also improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热压非球面光学玻璃成型的制作新工艺，具体涉及通过多台 非球面光学玻璃精密高温软化炉构成的热压玻璃成型设备和精密模压成型新 技术完成光学玻璃非球面透镜加工，不需要研磨、抛光的加工方法，可获得 热压成型高精度的非球面透镜系列。
技术介绍
近年来研究开发出许多新的非球面光学零件，非球面光学玻璃透镜模压 成型技术是一种高精度光学元件加工技术，是目前大量生产复杂透镜的现代 高科技工艺。它把软化的玻璃放入高精度的模具中，在加温加压和无氧的条 件下， 一次性直接模压成型出达到使用要求的光学零件。这项技术现在已成 为国际上最先进的光学零件制造技术方法之一，是光学行业在光学玻璃零件 加工方面的重大革命。由于此项技术能够直接压制成型精密的非球面光学玻 璃零件，开创了光电子仪器广泛采用非球面光学玻璃件的时代。非球面光学玻璃件模压成型技术是一项综合技术，需要设计专用的模压 成型设备，采用高质量的模具和选用合理的工艺参数。非球面光学玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点5(TC以上的 低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具的模面上，而 且产品还容易产生气孔和冷模痕迹(皱纹)，不易获得理想的形状和面形精度。后来，釆用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧化气氛的环境中， 将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，采用等温加压法，获得高精度的形状表面，但这种玻璃光学零件的制造方法缺点是加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。
技术实现思路
为了解决縮短加热升温、的时间，为了解决玻璃粘连在模具的模面上的 问题，为了获得高精度的非球面光学玻璃热压成型件，为了提高生产速度， 降低成本，本专利技术的目的是提供新型非球面光学玻璃精密热压成型新设备和 新的热压成型加工技术。单独设计和研制成非球面光学玻璃精密高温软化炉， 控制温度偏差小于土 2 。C，改变了传统光学玻璃软化工艺，原先需要脱模剂、 瓷盒等脱模材料，新工艺不需上述多种脱模材料，为企业节省了大批的资金 和材料而研制成的非球面光学玻璃精密高温软化炉采用电、气、水为一体、 实时监控和自动控制温度的控制与逻辑控制器、自动控制非球面光学玻璃原 料进行软化温度高达1200 °C。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是-非球面光学玻璃精密模压成型工艺进行分3步工序进行。 (1)加热工序采用非球面光学玻璃精密高温软化炉加热在1200 °C高温， 用200-500秒时间对非球面光学玻璃原料加热至软化温度Tg以上，达到成型 要求，进料一加热一出料，自动完成。(2)成型工序把已软化的非球面光学玻璃原料，放至保温的金属模具内， 温度范围在300-650T左右，进行压制成型，压力在1-5吨左右，采用热压 玻璃成型设备和精密模压成型新技术，获得高精度的非球面光学玻璃热压成 型件。(3)缓冷工序利用隧道式退火炉，在700-400。C温度，3-6小时进行降温， 退火。非球面光学玻璃透镜模压成型技术是一种高精度光学元件加工技术，它 是把软化的玻璃放入高精度的模具中，模具材料具备如下特征(1)表面无 疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面；(2)在高温环境条件下具有很 高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变；(3)不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好；(4)在高 温条件下具有很高的硬度和强度等。模压工艺采用低熔点玻璃的材料，使压 制过程在较低的温度下进行，因此利于延长模具的使用寿命，縮短压制的时 间。非球面光学玻璃透镜精密高温软化炉是由4大主要部分组成非球 面光学玻璃透镜精密高温软化炉，其是由4大主要部分组成(1)不锈钢膛 壁的闭合式精密高温软化炉；(2)可稳动用耐热不锈钢制成的可自动开启和 关闭的盖板；(3)用压縮空气驱动具有双向的道轨的汽缸送料系统；对送料 器采用水或空气进行冷却，使玻璃与送料器不会作粘结；(4)温度控制、逻 辑控制、自动送料控制系统和非球面光学玻璃精密高温软化时间控制系统组 成的控制系统以及机架；控制系统分别控制闭合式精密高温软化炉的温度、 盖板的开启和关闭、汽缸送料系统；闭合式精密高温软化炉、汽缸送料系统 及控制系统分别固定在机架上。单独设计成的非球面光学玻璃精密高温软化炉和可稳动用耐热不锈钢制 成的可自动开启和关闭的盖板，进行升温，使热度达到均匀化，加热精密的 非球面光学玻璃棒料到光学玻璃软化温度Tg以上的一定温度为止，解决了用 很短的时间对精密的非球面光学玻璃棒料进行软化；縮短了加热升温的时间。压縮空气驱动具有双向的道轨的汽缸送料系统，送料系统安装有承载台， 根据加工各种精密的非球面光学玻璃件的材料、尺寸、重量和熔点的不同要 求，确定送料系统的速度、时间、物料支承台最高位的准确位置。温度控制与逻辑控制确定实时监控和自动控制非球面光学玻璃棒料进行 软化的加温速度和时间。精密软化炉用S型双热电耦测量精密软化炉的实际 温度，用一个独立的过热安全传感器，采用一个有专用算法的可实现最高的 控制分辩率和最短的响应时间的可控硅固态功率控制器，温度控制器反复连 续检测其状态，保证温度探测数据的精确和可靠性。采用水或空气冷却可避免由于快速加热而导致被加工光学元件和承载台的夹持器件发生粘贴，按一 定时间间隔设计采用多个光学玻璃精密高温软化炉加热软化非球面光学玻璃棒料o采用多台非球面光学玻璃精密高温软化炉构成的热压非球面光学玻璃成 型设备和隧道式退火炉组成的非球面光学玻璃精密模压成型新技术，使用单 独设计和研制成非球面光学玻璃精密高温软化炉加工软化各种精密的非球面 光学玻璃件原料，縮短了加热升温的时间，解决了玻璃粘连在模具的模面上 的问题，获得了高精度的非球面光学玻璃热压成型件，采用新工艺提高了生 产速度，降低了成本，大大提高了成型机的工作效率，同时也提高了单位时 间的生产效率，而且还改善了光电仪器的性能。非球面光学玻璃模压成型法 制造非球面光学零件不需要传统的粗磨、精磨、抛光、磨边定中心等工序，就能使零件达到较高的尺寸精度、面形精度和表面粗糙度；可很容易经济地 实现精密非球面光学零件的批量生产。这种成型法可将一部分功能分配到热 压成型机外的装置中去完成，改变了过去那种功能只能在成型机装置内进行 的做法。本专利技术单独设计和研制成非球面光学玻璃精密高温软化炉，控制温度偏 差小于土2T,改变了传统光学玻璃软化工艺，原先需要脱模剂、瓷盒等脱模 材料，新工艺不需上述多种脱模材料，为企业节省了大批的资金和材料研制 成的非球面光学玻璃精密高温软化炉采用电、气、水为一体、实时监控和自 动控制温度的控制与逻辑控制器、自动控制非球面光学玻璃原料进行软化温 度高达1200 。C。 附图说明图1是本专利技术的光学玻璃精密高温软化炉结构主视图2是本专利技术的本专利技术的光学玻璃精密高温软化炉结构侧视图3是不锈钢膛壁的闭合式非球面光学玻璃精密高温软化炉的结构图4是非球面光学玻璃精密压模工艺及高温软化炉控制流程图； 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利进一步说明 非球面光学玻璃精密模压成型工序分3步工序进行。 (1)加热工序采用非球面光学玻璃精密高温软化炉加热在1200 °C高温， 用500秒时间对非球面光学玻璃原料加热至软化温本文档来自技高网...

【技术保护点】
非球面光学玻璃精密模压成型工艺，其分３步工序进行，其特征在于：３步工序是：　　　　（１）加热工序：采用非球面光学玻璃精密高温软化炉加热在１２００℃高温，用２００－５００秒时间对非球面光学玻璃原料加热至软化温度Ｔｇ以上，达到成型要求，进料－加热－出料，自动完成。　　　　（２）成型工序：把已软化的非球面光学玻璃原料，放至保温的金属模具内，温度范围在３００－６５０℃左右，进行压制成型，压力在５－１吨左右，采用热压玻璃成型设备和精密模压成型新技术，获得高精度的非球面光学玻璃热压成型件。　　　　（３）缓冷工序：利用隧道式退火炉，在７００－４００℃温度，４小时左右进行降温，退火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚祖义，
申请(专利权)人：姚祖义，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]