CN111352179A - 一种三角棱镜加工工艺 - Google Patents

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葛文志
邓宇
韩威风
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Abstract

本发明涉及玻璃加工技术领域，尤其涉及一种三角棱镜加工工艺，其特征在于，加工工艺主要包括：分割1‑研抛1‑粘贴‑分割2‑研抛2‑脱胶‑倒角‑激光切割1‑研抛3‑激光切割2‑裂断，完成断裂后进行旋洗清除表面脏污，最后送检。该工艺与传统工艺的区别主要在于外形加工方式及运用了激光切割的方式，大大提高材料利用率，提高生产效率。

Description

一种三角棱镜加工工艺
技术领域
本发明涉及玻璃加工技术领域，尤其涉及一种三角棱镜加工工艺。
背景技术
棱镜作为最普遍的折转光路、增亮产品，被广泛应用于手机镜头、液晶显示模块等等，随着5G时代的到来，其市场需求量及产品质量要求更是日益增长。目前现有的棱镜制作工艺主要存在加工成本高、加工效率低、产品质量不高等一系列问题，材料利用率甚至低于50％，造成严重的资源浪费，影响社会可持续发展。
公开号为CN106054293A的中国专利，公开了一种小尺寸棱镜加工工艺，包括四个尺寸大的直角棱镜，通过直角面胶合成一个长方体结构；分别将四个大直角棱镜的斜面光胶到光胶板上，磨抛对面，加工到所需尺寸；然后，将长度方向上盘切割；最后，将四个加工好的长方体结构拆胶清洗，得到四个小的直角棱镜。该棱镜加工工艺能够提高加工精度，利于批量生产小尺寸棱镜，但该加工工艺更加适合加工直角棱镜，却并不适合加工三角棱镜；对于三角棱镜的加工，还有待开发更好的加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种三角棱镜加工工艺，以便提高原材料利用率，降低生产成本，提升加工效率，显著改善成型效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三角棱镜加工工艺，包括如下具体步骤：
S1：分割1：将块状原材料分割成大片状半成品；
S2：研抛1：将大片状半成品分割形成的上下两面研磨、抛光；
S3:粘合：通过水溶性胶将步骤S2中处理好的大片状半成品粘合为一体，得到大块状半成品；
S4：分割2：将步骤S3的大块状半成品再次分割，得到粘合好的小块状半成品；
S5：研抛2：将步骤S4的小块状半成品切割形成的上下两面进行研磨、抛光，得到粘合在一起的四面均为抛光面的直四棱柱；
S6：脱胶：将步骤S5中的直四棱柱浸入水中脱胶，得到若干单个的直四棱柱，并将得到的直四棱柱进行清洗；
S7：倒角：对步骤S6中清洗过的直四棱柱的其中一边进行倒角；
S8：激光切割1：沿倒角过的一边将步骤S7中的直四棱柱激光切割成长条状三角棱柱；
S9：裂断1：通过二氧化碳致裂器将S8中的长条状三角棱柱进行分离；
S10：研抛3：将步骤S9中长条状三角棱柱的切割面进行研磨、抛光；
S11：激光切割2：将研磨、抛光后的长条状三角棱柱激光切割成三角棱镜粗成品；
S12：裂断2：通过二氧化碳致裂器将S11中的三角棱镜粗成品进行分离；
S13：研抛：将三角棱镜粗成品的切割面进行研磨、抛光，形成三角棱镜成品。
优选地，步骤S1之前还设有步骤S0：修直角：将边角不规则的原材料修整成表面平整、四边呈直角的块状原材料。
优选地，步骤S10与S11之间，还包括步骤S10.1：丝印：在长条状三角棱柱表面印上用于切割对准的切割标记。
优选地，还包括步骤S14：清洗：将三角棱镜成品进行清洗，清楚表面脏污。
本发明的有益效果至少包括：本方案采用了激光切割及二氧化碳热胀冷缩的工作原理进行非接触式裂断，激光切割大大提高了原材料利用率，代替传统将直四棱柱磨削为直三棱柱的加工方式，接近零损耗；非接触式裂断代替了传统切割后分离方式，有效减少了产品在分离过程中相互触碰，减少人为因素的损伤；采用特殊自制夹具，整条工艺链无需借助高精密设备，只需传统的的研磨、抛光机即可进行量产，大大减少了生产成本。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是固定夹具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明做进一步说明。
一种三角棱镜加工工艺，参阅图1所示，包括如下具体操作步骤：
S1：分割1：将块状原材料分割成大片状半成品；
S2：研抛1：将大片状半成品分割形成的上下两面研磨、抛光；
S3:粘合：通过水溶性胶将步骤S2中处理好的大片状半成品粘合为一体，得到大块状半成品；
S4：分割2：将步骤S3的大块状半成品再次分割，得到粘合好的小块状半成品；
S5：研抛2：将步骤S4的小块状半成品切割形成的上下两面进行研磨、抛光，得到粘合在一起的四面均为抛光面的直四棱柱；
S6：脱胶：将步骤S5中的直四棱柱浸入水中脱胶，得到若干单个的直四棱柱，并将得到的直四棱柱进行清洗；
S7：倒角：对步骤S6中清洗过的直四棱柱的其中一边进行倒角；
S8：激光切割1：沿倒角过的一边将步骤S7中的直四棱柱激光切割成长条状三角棱柱；
S9：裂断1：通过二氧化碳致裂器将S8中的长条状三角棱柱进行分离；
S10：研抛3：将步骤S9中长条状三角棱柱的切割面进行研磨、抛光；
S11：激光切割2：将研磨、抛光后的长条状三角棱柱激光切割成三角棱镜粗成品；
S12：裂断2：通过二氧化碳致裂器将S11中的三角棱镜粗成品进行分离；
S13：研抛：将三角棱镜粗成品的切割面进行研磨、抛光，形成三角棱镜成品。
进一步地，步骤S1之前还设有步骤S0：修直角：将边角不规则的原材料修整成表面平整、四边呈直角的块状原材料。
进一步地，步骤S10与S11之间，还包括步骤S10.1：丝印：在长条状三角棱柱表面印上用于切割对准的切割标记。
进一步地，还包括步骤S14：清洗：将三角棱镜成品进行清洗，清楚表面脏污。
以下对本技术做更加具体的阐述：
首先，参阅图1所示，本专利所公开的三角棱镜加工工艺主要包括：分割1-研抛1-粘贴-分割2-研抛2-脱胶-倒角-激光切割1-研抛3-激光切割2-裂断，完成断裂后进行旋洗，以便清除表面脏污，最后送检。该三角棱镜加工工艺与传统工艺的区别主要在于外形加工方式及运用了激光切割的方式，大大提高材料利用率，提高生产效率。
加工时，由于原材料表面不平整、边角不规则，故而需先将边角不规则的原材料修整成表面平整、四边呈直角的块状原材料，然后根据预先制定的成品尺寸进行第一次分割，分割结束后得到大片状半成品，对得到的大片状半成品的上下主平面进行研磨、抛光；再将抛光完成后的若干个大片状半成品以上下的抛光面为黏贴面依次对齐后堆叠粘合成一个整体，形成大块状半成品；然后将形成的大块状半成品再次进行分割，具体分割方式如图1所示，分割后得到若干个直四棱柱粘合在一起的小块状半成品；将小块状半成品因切割形成的上下两面进行研磨、抛光，得到粘合在一起的四面均为抛光面的直四棱柱，将上述粘合到一起的直四棱柱浸入水中做脱胶处理，脱胶温度控制在60℃-90℃，时间为6-12小时，脱胶完成后得到若干个四面均为抛光面的直四棱柱，并将得到的直四棱柱进行清洗。然后对上述清洗过的四棱柱的侧面的其中一边进行倒角，沿倒角过的一边将直四棱柱激光切割成长条状三角棱柱，激光切割时，为了便于对准倒角边，需将倒角过的直四棱柱置于如图2所示的固定夹具上(本固定夹具在本申请人在先申请的申请号为2019112354349的专利申请中有详细介绍，包括其具体结构和工作方式，在此不再赘述)，缺口朝上，激光切割采用红外皮秒，波长在800～1500之间纳米波段，该激光只对玻璃产生切削作用，对夹具不产生影响，切割完成后，通过二氧化碳致裂器的二氧化碳热胀冷缩的原理进行非接触式裂断，得到横截面为三角形的直三棱柱。将直三棱柱粘贴至如图2所示的固定夹具上，夹具粘合面为45°，粘贴完成后，上平面与夹具下平面保持平行，利用夹具自身重力作为压力，对切割面进行研磨、抛光，完成后进行脱胶，温度控制为60℃-90℃，时间为6-12小时，对直三棱柱表面进行丝印，便于切割对准，然后进行第二次激光切割，切割完成后通过二氧化碳致裂器进行非接触式裂断，旋洗清除表面异物，最后送检。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属本发明的范畴，本发明专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种三角棱镜加工工艺，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：分割1：将块状原材料分割成大片状半成品；
S2：研抛1：将大片状半成品分割形成的上下两面研磨、抛光；
S3:粘合：通过水溶性胶将步骤S2中处理好的大片状半成品粘合为一体，得到大块状半成品；
S4：分割2：将步骤S3的大块状半成品再次分割，得到粘合好的小块状半成品；
S5：研抛2：将步骤S4的小块状半成品切割形成的上下两面进行研磨、抛光，得到粘合在一起的四面均为抛光面的直四棱柱；
S6：脱胶：将步骤S5中的直四棱柱浸入水中脱胶，得到若干单个的直四棱柱，并将得到的直四棱柱进行清洗；
S7：倒角：对步骤S6中清洗过的直四棱柱的其中一边进行倒角；
S8：激光切割1：沿倒角过的一边将步骤S7中的直四棱柱激光切割成长条状三角棱柱；
S9：裂断1：通过二氧化碳致裂器将S8中的长条状三角棱柱进行分离；
S10：研抛3：将步骤S9中长条状三角棱柱的切割面进行研磨、抛光；
S11：激光切割2：将研磨、抛光后的长条状三角棱柱激光切割成三角棱镜粗成品；
S12：裂断2：通过二氧化碳致裂器将S11中的三角棱镜粗成品进行分离；
S13：研抛：将三角棱镜粗成品的切割面进行研磨、抛光，形成三角棱镜成品。
2.根据权利要求1所述的一种三角棱镜加工工艺，其特征在于，步骤S1之前还设有步骤S0：修直角：将边角不规则的原材料修整成表面平整、四边呈直角的块状原材料。
3.根据权利要求1所述的一种三角棱镜加工工艺，其特征在于，步骤S10与S11之间，还包括步骤S10.1：丝印：在长条状三角棱柱表面印上用于切割对准的切割标记。
4.根据权利要求1所述的一种三角棱镜加工工艺，其特征在于，还包括步骤S14：清洗：将三角棱镜成品进行清洗，清楚表面脏污。
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