CN108017260A - 玻璃光学元件毛坯制备装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种材料利用率高且方便的红外硫系玻璃光学元件毛坯制备装置及其方法。玻璃光学元件毛坯制备装置，密封舱设置在机架上，密封盖由上升气缸支撑并推动，所述密封盖与密封舱工作时匹配密封，模具设置在工作台上，所述工作台设置在所述密封盖上，真空机通过导管与所述密封舱内部相通，在所述密封舱内设置有氮气发散器，加热圈设置在所述密封舱内并位于所述工作台正上方，感应加热器控制所述加热圈加热，下压机构位于所述加热圈正上方。本发明将毛坯制备工艺从3道工序优化为2道工序，提高物料的流转速度，将材料利用率从20％提高50％以上。本发明还可用于红外硫系玻璃光学元件以外的其它类型玻璃光学元件的毛坯制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件毛坯制备装置，特别是涉及一种红外硫系玻璃光学元件毛坯制备装置及其方法。
背景技术
红外硫系玻璃元件是取代锗应用于热成像仪光学系统的候选材料，其在车载、安防监控、空调、手机、军用枪瞄、红外制导、智能家居等终端电子类产品中运用广泛。红外硫系玻璃材料软、脆、价格昂贵，一般在几千到几万元一公斤。
目前红外硫系玻璃元件的制备方法是先将原材料进行切割后制作成球面毛坯，再采用单点金刚石设备加工成非球面产品，其毛坯制备需经过棒料切片、片料切块、方料磨圆和铣磨球面，如图1所示，该方法的缺点是：1)需经过3道工序，制备工序长，物料流转慢；2)材料利用率只有20％左右，材料利用率低，而红外硫系玻璃材料昂贵，材料损耗大导致成本高；3)材料内部致密性差，产品易破碎。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种材料利用率高且方便的红外硫系玻璃光学元件毛坯制备装置及其方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：玻璃光学元件毛坯制备装置，密封舱设置在机架上，密封盖由上升气缸支撑并推动，所述密封盖与密封舱工作时匹配密封，模具设置在工作台上，所述工作台设置在所述密封盖上，真空机通过导管与所述密封舱内部相通，在所述密封舱内设置有氮气发散器，加热圈设置在所述密封舱内并位于所述工作台正上方，感应加热器控制所述加热圈加热，下压机构位于所述加热圈正上方。
进一步的，所述下压机构由伺服电缸、压力传感器、水冷导杆和隔热压面构成，其中，隔热压面设置在水冷导杆端部，伺服电缸控制水冷导杆的下压动作，压力传感器用于检测下压时隔热压面与模具之间的压力值。
进一步的，所述水冷导杆内部设置有水循环回路；所述隔热压面采用耐高温陶瓷隔热板。
进一步的，所述模具由下模芯、模套和上模芯构成，其中，下模芯与模套套合，上模芯与模套套合。
进一步的，在所述密封舱上还设置有检测内部真空度的真空计。
进一步的，还设置有用于检测模具温度的红外测温仪。
玻璃光学元件毛坯制备方法，包括以下步骤：
1)将模具的下模芯放置在工作台上，将坯料放入下模芯中，将模套套合在下模芯上，再将上模芯套合于模套中并靠自重贴合于坯料上；
2)启动上升气缸，推动密封盖上升与密封舱闭合锁定，这时模具位于加热圈内；
3)启动真空机抽密封舱内部真空，当真空计检测到密封舱内部真空度达到设定值后，氮气发散器开启向密封舱内充氮气，当真空计检测到密封舱内部压力达到常压后，真空机再次启动抽真空，当真空计检测到密封舱内部真空度达到设定值后，真空机停止；
4)开启感应加热器，控制加热圈对设置在工作台上的模具进行加热，下压机构下降到模具上方进行预热处理；
5)红外测温仪检测模具达到压型温度时，伺服电机启动下压动作，压力传感器检测到设定压力值后伺服电机停止下压；
6)感应加热器控制加热圈将模具的温度调整到退火温度后，下压机构退回到原点，氮气发散器启动充氮气降温，达到开盖温度后，开盖取出毛坯产品。
进一步的，步骤3)后密封舱内部氧气含量在50PPM以下。
进一步的，步骤4)所述模具在加热圈中以0.4～0.8℃/S的速度被加热，下压机构的隔热压面下降到模具上方3mm处进行预热处理
进一步的，步骤5)所述压型温度为230℃～260℃。
本发明的有益效果是：将毛坯制备工艺从3道工序优化为2道工序，提高物料的流转速度；将材料利用率从20％提高50％以上；提升材料内部的致密性，从而提高强度。本发明还可用于红外硫系玻璃光学元件以外的其它类型玻璃光学元件的毛坯制备。
附图说明
图1是现有的红外硫系玻璃元件的制备工艺流程图。
图2是本发明装置非工作状态时的主视图。
图3是本发明装置工作状态时的侧视图的剖视图。
图4是本发明装置工作时的模具部分的剖视图。
图5是本发明压型时模具工作示意图。
具体实施方式
如图2-5所示，本发明装置包括机架5、密封盖2、密封舱1、真空机15、氮气发散器11、感应加热器6、加热圈7、工作台8、下压机构、红外测温仪14、上升气缸16和模具3，其中，密封舱1设置在机架5上，密封盖2与密封舱1工作时匹配密封，密封盖2由上升气缸16支撑并推动，模具3设置在工作台8上，工作台8设置在密封盖2上，真空机15通过导管18与密封舱1内部相通，氮气发散器11设置在密封舱1内，加热圈7设置在密封舱1内并位于工作台8正上方，感应加热器6控制加热圈7加热，下压机构位于加热圈7正上方，下压机构由伺服电缸12、压力传感器10、水冷导杆9、隔热压面17构成，其中，隔热压面17设置在水冷导杆9端部，工作时，隔热压面17与模具3接触，伺服电缸12控制水冷导杆9的下压动作，压力传感器10用于检测下压时隔热压面17与模具3之间的压力值。红外测温仪14用于检测模具3的温度。模具3由下模芯31、模套32和上模芯33构成，其中，下模芯31与模套32套合，坯料4放在下模芯31上，上模芯33与模套32套合并贴合在坯料4上，如图5所示。
在上述密封舱1上还设置有检测内部真空度的真空计13。上述水冷导杆9内部设置有水循环回路，开机后一直需要冷却；上述隔热压面17采用耐高温陶瓷隔热板，目的是防止热量流失，保证温场稳定，同时防止热量传导对压力传感器10、密封件等造成破坏。
本发明采用单线切割后，直接采用模压工艺压制成球面或非球面毛坯。工作时，将切割后的坯料4清洗干净，将模具3的下模芯31放置在工作台8上，用镊子将坯料4放入下模芯31中，将模套32套合在下模芯31上，再将上模芯33套合于模套32中并靠自重贴合于坯料4上；启动上升气缸16，推动密封盖2上升与密封舱1闭合锁定，这时模具3正好位于加热圈7内；启动真空机15抽密封舱1内部真空，当真空计13检测到密封舱1内部真空度达到设定值后，氮气发散器11开启向密封舱1内充氮气，当真空计13检测到密封舱1内部压力达到常压后，真空机15再次启动抽真空，当真空计13检测到密封舱1内部真空度达到设定值后，真空机15停止；开启感应加热器6，控制加热圈7对设置在工作台8上的模具3进行加热，下压机构的伺服电缸12控制水冷导杆9和隔热压面17下降到模具3上方3mm处进行预热处理；红外测温仪14检测模具3达到压型温度时，伺服电机12启动下压动作，压力传感器10检测到设定压力值后伺服电机12停止下压；感应加热器6控制加热圈7将模具3的温度调整到退火温度(Ts)后，下压机构退回到原点，氮气发散器11启动充氮气降温，达到开盖温度后，开盖取出毛坯产品。
本发明压型因为在真空环境中完成，因此通过抽真空—充氮气--抽真空两个抽真空步骤，可尽量减少密封舱1内的残留气体的含氧量，避免对密封舱1内物件造成氧化。上述模具3在加热圈7中最好以0.4～0.8℃/S的速度被加热，而当模具3温度达到230℃～260℃时停止加热，温度自然降至210℃～220℃时压型程序启动。
由于红外硫系玻璃软化点低，在200℃～260℃之间，且极易氧化，本发明装置具备抽真空(负压环境)和充氮气(惰性气体正压环境)功能，负压可达到中真空度，可将氧气含量控制在50PPM以下，极大降低氧化速度；采用红外非接触式测温方式，测量温度差异在±1℃；下压机构包含了伺服传动和压力传感，可进行精确定位和精确压力检测，位置精度可精确到±0.01mm，压力精度可精确到±0.1N；加热方式采用高频加热方式，升温速度快，可通过PLC和触摸屏分段设置升温速度和升温区间；模具3材料采用高纯度石墨，纯度达到99％，能承受高温2000℃，且石墨材料和红外硫系玻璃的膨胀系数差异大，利于脱模；本发明的模压后产品外径可达到±0.05mm，曲率半径可达到±0.1mm内。
Claims (10)
1.玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：密封舱(1)设置在机架(5)上，密封盖(2)由上升气缸(16)支撑并推动，所述密封盖(2)与密封舱(1)工作时匹配密封，模具(3)设置在工作台(8)上，所述工作台(8)设置在所述密封盖(2)上，真空机(15)通过导管(18)与所述密封舱(1)内部相通，在所述密封舱(1)内设置有氮气发散器(11)，加热圈(7)设置在所述密封舱(1)内并位于所述工作台(8)正上方，感应加热器(6)控制所述加热圈(7)加热，下压机构位于所述加热圈(7)正上方。
2.如权利要求1所述的玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：所述下压机构由伺服电缸(12)、压力传感器(10)、水冷导杆(9)和隔热压面(17)构成，其中，隔热压面(17)设置在水冷导杆(9)端部，伺服电缸(12)控制水冷导杆(9)的下压动作，压力传感器(10)用于检测下压时隔热压面(17)与模具(3)之间的压力值。
3.如权利要求2所述的玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：所述水冷导杆(9)内部设置有水循环回路；所述隔热压面(17)采用耐高温陶瓷隔热板。
4.如权利要求1所述的玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：所述模具(3)由下模芯(31)、模套(32)和上模芯(33)构成，其中，下模芯(31)与模套(32)套合，上模芯(33)与模套(32)套合。
5.如权利要求1所述的玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：在所述密封舱(1)上还设置有检测内部真空度的真空计(13)。
6.如权利要求1所述的玻璃光学元件毛坯制备装置，其特征在于：还设置有用于检测模具(3)温度的红外测温仪(14)。
7.玻璃光学元件毛坯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将模具(3)的下模芯(31)放置在工作台(8)上，将坯料(4)放入下模芯(31)中，将模套(32)套合在下模芯(31)上，再将上模芯(33)套合于模套(32)中并靠自重贴合于坯料(4)上；
2)启动上升气缸(16)，推动密封盖(2)上升与密封舱(1)闭合锁定，这时模具(3)位于加热圈(7)内；
3)启动真空机(15)抽密封舱(1)内部真空，当真空计(13)检测到密封舱(1)内部真空度达到设定值后，氮气发散器(11)开启向密封舱(1)内充氮气，当真空计(13)检测到密封舱(1)内部压力达到常压后，真空机(15)再次启动抽真空，当真空计(13)检测到密封舱(1)内部真空度达到设定值后，真空机(15)停止；
4)开启感应加热器(6)，控制加热圈(7)对设置在工作台(8)上的模具(3)进行加热，下压机构下降到模具(3)上方进行预热处理；
5)红外测温仪(14)检测模具(3)达到压型温度时，伺服电机(12)启动下压动作，压力传感器(10)检测到设定压力值后伺服电机(12)停止下压；
6)感应加热器(6)控制加热圈(7)将模具(3)的温度调整到退火温度后，下压机构退回到原点，氮气发散器(11)启动充氮气降温，达到开盖温度后，开盖取出毛坯产品。
8.如权利要求7所述的玻璃光学元件毛坯制备方法，其特征在于，步骤3)后密封舱(1)内部氧气含量在50PPM以下。
9.如权利要求7所述的玻璃光学元件毛坯制备方法，其特征在于，步骤4)所述模具(3)在加热圈(7)中以0.4～0.8℃/S的速度被加热，下压机构的隔热压面(17)下降到模具(3)上方3mm处进行预热处理。
10.如权利要求7所述的玻璃光学元件毛坯制备方法，其特征在于，步骤5)所述压型温度为230℃～260℃。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110015837A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-16 | 深圳市森迪源气动设备制造有限公司 | 一种集成式工位模压方法 |
| CN110228951A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-13 | 成都恒达光学有限公司 | 一种硫系红外光学玻璃二次压型工艺 |
| CN110587452A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-20 | 上海安稷实业有限公司 | 软性材料单线切割机 |
| CN114230147A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 安徽光智科技有限公司 | 一种开合式硫系玻璃压坯制备模具 |
| CN115167264A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-11 | 安徽光智科技有限公司 | 硫系玻璃压型控制系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1644923A (zh) * | 2004-12-23 | 2005-07-27 | 上海交通大学 | 利用气体协同交换原理对容器抽真空的方法 |
| CN103145319A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-12 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 硫系玻璃元件压型装置 |
| WO2015137457A1 (ja) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | コニカミノルタ株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| CN106045284A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-10-26 | 中国建筑材料科学研究总院 | 一种硫系玻璃的成形方法 |
| CN206705957U (zh) * | 2017-01-20 | 2017-12-05 | 厦门富力或姆光电技术有限公司 | 一种全自动玻璃模压机 |
-
2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1644923A (zh) * | 2004-12-23 | 2005-07-27 | 上海交通大学 | 利用气体协同交换原理对容器抽真空的方法 |
| CN103145319A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-12 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 硫系玻璃元件压型装置 |
| WO2015137457A1 (ja) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | コニカミノルタ株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| CN106045284A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-10-26 | 中国建筑材料科学研究总院 | 一种硫系玻璃的成形方法 |
| CN206705957U (zh) * | 2017-01-20 | 2017-12-05 | 厦门富力或姆光电技术有限公司 | 一种全自动玻璃模压机 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110015837A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-07-16 | 深圳市森迪源气动设备制造有限公司 | 一种集成式工位模压方法 |
| CN110228951A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-13 | 成都恒达光学有限公司 | 一种硫系红外光学玻璃二次压型工艺 |
| CN110587452A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-20 | 上海安稷实业有限公司 | 软性材料单线切割机 |
| CN114230147A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 安徽光智科技有限公司 | 一种开合式硫系玻璃压坯制备模具 |
| CN115167264A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-10-11 | 安徽光智科技有限公司 | 硫系玻璃压型控制系统 |
| CN115167264B (zh) * | 2022-07-05 | 2023-09-01 | 安徽光智科技有限公司 | 硫系玻璃压型控制系统 |
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