非球面透鏡的制造方法及選擇

由于復(fù)雜的表面輪廓，與傳統(tǒng)的球面透鏡相比，制造非球面透鏡更加困難?？梢允褂脦追N方法來(lái)生產(chǎn)非球面透鏡。這些方法中的每一種都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和局限性。

精密玻璃成型非球面透鏡具有批量生產(chǎn)，熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，適用于批量生產(chǎn)，高質(zhì)量，高熱穩(wěn)定性。

精密拋光的非球面透鏡具有交貨時(shí)間短，無(wú)需模具的特點(diǎn)，適用于需要樣品生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。塑料模制非球面透鏡具有成本低，重量輕的特點(diǎn)，適用于需要大體積，中等質(zhì)量和低熱穩(wěn)定性的人群。對(duì)于光學(xué)工程師來(lái)說(shuō)，重要的是要了解制造技術(shù)，并考慮到透鏡的應(yīng)用，性能要求，開(kāi)發(fā)成本，樣品成本，生產(chǎn)零件成本和項(xiàng)目進(jìn)度表，選擇好的制造方法。

下面我我們跟著小編來(lái)了解下非球面透鏡的幾種加工制造方法

精密玻璃成型 

精密玻璃成型是一種制造技術(shù)，其中將玻璃材料在高溫下加熱到足夠的延展性，以均勻地壓入非球面模具中。將玻璃和模具逐漸冷卻至室溫后，所得的透鏡將保持模具的形狀。制造精密玻璃模具的初始成本很高。但是，一旦模具完成，每個(gè)鏡片的增量成本就低于標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)。該制造技術(shù)特別適合于高質(zhì)量非球面透鏡的大量生產(chǎn)。

與模制塑料透鏡相比，模制玻璃透鏡由于玻璃的熱穩(wěn)定性，高光學(xué)質(zhì)量和更高的耐用性而在各透鏡之間具有更高的性能一致性。

CNC和MRF精密拋光

幾十年來(lái)，一次研磨和拋光一個(gè)非球面透鏡的方法一直是標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝。最近，計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）精密拋光可以自動(dòng)調(diào)整工具的保壓參數(shù)，以精準(zhǔn)地形成非球面形狀。當(dāng)需要更高質(zhì)量的拋光時(shí)，可以采用磁流變拋光（MRF），因?yàn)槿コ矢?，可以校正表面輪廓。雖然其他制造技術(shù)需要高成本的模具，但精密拋光方法利用標(biāo)準(zhǔn)工具，使其成為原型設(shè)計(jì)和小批量生產(chǎn)的選擇。

金剛石車(chē)削 

與打磨和拋光類(lèi)似，單點(diǎn)金剛石車(chē)削（SPDT）可用于一次制造一個(gè)單透鏡。金剛石車(chē)削可以提供光學(xué)表面質(zhì)量的高精度，但是在材料選擇上有些限制。但是，SPDT中使用的刀具尺寸明顯小于精密拋光中使用的刀具尺寸，從而產(chǎn)生具有改善的表面光潔度和形狀精度的表面。標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)眼鏡無(wú)法通過(guò)金剛石車(chē)削成型，而塑料，金屬和晶體則可以。

注塑成型 

除了模制玻璃透鏡之外，還可以使用模制塑料透鏡。塑料注射成型將熔融塑料注入非球面模式，以生產(chǎn)塑料非球面透鏡。與玻璃相比，塑料不具有良好的熱穩(wěn)定性和耐刮擦性。盡管這種方法不能生產(chǎn)高精度的非球面透鏡，但在經(jīng)過(guò)相當(dāng)高的預(yù)處理成本后，它確實(shí)允許以極低的成本進(jìn)行批量生產(chǎn)。塑料透鏡被描述為低成本，輕便且易于添加的安裝功能。塑料非球面材料廣泛用于要求中等質(zhì)量和低熱穩(wěn)定性的光學(xué)系統(tǒng)。

通過(guò)將相對(duì)較薄的球形光學(xué)聚合物層添加到常規(guī)玻璃透鏡（例如消色差透鏡）中，微注射成型或聚合物成型方法已用于生產(chǎn)混合精密玻璃-聚合物透鏡。成型是在室溫而不是高溫下進(jìn)行的，因此在模具中產(chǎn)生的應(yīng)力較小。因?yàn)槟＞咭子谥圃欤阅＞叱杀镜?。玻?聚合物混合材料由于其重量輕和生產(chǎn)零件成本低而被廣泛用于光學(xué)系統(tǒng)。該聚合物不如玻璃耐用，因此對(duì)于暴露于惡劣環(huán)境的表面而言不是理想的解決方案。