CS207427B1 - Způsob výroby optických zrcadlových členů s kovovou funkční povrchovou vrstvou - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby zrcadlové optiky litím ze speciálně upravených plněných termoaktivních pryskyřic.

Dosavadní způsob výroby spočívá v přímém broušení a leštění skleněných ploch, které se pak ve vakuu opatřují reflexní kovovou vrstvou. Tento způsob je běžný, zejména u zrcadel konvexních, zatímco u zrcadel konkávního tvaru se k výrobě používá metody sejmutí pozitivního tvaru, tj. na leštěnou skleněnou matrici opačného tvaru se galvanicky nanese silná kovová vrstva, například tloušťky 1 cm, z níž se na závěr skleněné jádro vylisuje. Nevýhodou obou uvedených způsobů výroby jsou především vysoké výrobní náklady, neboť u obou popsaných způsobů se každé zrcadlo nebo každá matrice brousí, leští a pokovuje individuálně a technologie broušení a leštění skleněných bloků, zejména u zrcadel speciálních tvarjů, například parabolických a hyperbolických, jé značně obtížná a zdlouhavá a proporcionálně se ještě zvyšuje s rostoucími požadavky na tvarovou přesnost a stálost. Nevýhoda individuální výroby platí u metody sejmutí pozitivního tvaru, neboť při vylisování skleněného jádra dochází obvykle vlivem rozdílného pnutí galvanicky naneseného kovu a skla, k jeho poškození nebo zničení, takže jádra již nelze znovu použít pro nové nanesení vrstvy.

Další podstatnou nevýhodou individuálního j způsobu dosavadní výroby optických zrcadel je skutečnost, že neumožňuje přechod na sériovou výrobu a tím zracionalizování výroby.

Uvedené nevýhody odstraňuje předložený vyná-i lez, neboť umožňuje pomocí jedné vybroušené a vyleštěné skleněné matrice vyrobit celou řadu tvarově přesně stejných kopií, jež z hlediska optických vlastností i přesnosti a stálosti tvaru se blíží vlastnostem individuálně broušených a leštěných skleněných zrcadel. Kromě toho použitá; technologie lití umožňuje sériovou výrobu zrcadel i všech druhů i tvarů. Způsob výroby podle vynálezu podstatně snižuje finanční náklady a pracnost optických zrcadlových systémů při současném zachování vysokých technických parametrů, neboť skleněnou matrici, sloužící pro výrobu řádově desítek kusů, je možné připravit se značnou přesností a péčí.

Podstata způsobu výroby podle vynálezu spočívá tom, že se na negativní matrici nanese kovová nkční povrchová vrstva, na kterou se za sníženého tlaku nanese termo aktivní plněná pryskyřice, která se i s uvedenou funkční vrstvou sejme z matrice.

Vlastní výroba zrcadlových optických členů podle tohoto vynálezu sestává z několika operací:

1. Výroba a příprava skleněné matrice

a) z bloku skla optické kvality se vybrousí a vyleští matrice tvaru opačného k požadovanému tvaru budoucího optického zrcadla. Takto jednorázově zhotovená matrice vydrží řádově pro desítky odlitků;

b) na funkční povrch matrice se nanese reflexní vrstva, například tenká vrstva kovu vakuovým naprašováním nebo naparováním, přičemž volba materiálu záleží na účelu použití optiky;

c) matrice se vloží do separované formy, popříj pádě se forma přiloží k matrici.

2. Příprava termoaktivpí licí hmoty a vakuové odlití:

^: a) jednotlivé složky licí hmoty se smíchají, | temperují a získaná směs se vakuuje, načež po I přidání tvrdidla a katalyzátoru se licí hmota homo| genizuje;

I b) homogenizovaná licí hmota se ve vakuovém prostoru nalije do formy a vytvrzuje; j

S c) po vytvrzení se odlitek vyjme z formy a sejme z matrice, včetně kovové reflexní vrstvy, která i vlivem větších adhezních sil k licí hmotě zůstává trvale na odlitku, po čemž obvykle se odlitek ještě dotvrzuje.

Při zhotovování každého dalšího zrcadlového optického členu se začíná úkonem lb). Při menších požadavcích na kvalitu odlitku je možné některé dílčí operace vynechat, například temperaci nebo vakuáci při přípravě licí hmoty a při lití. Při sériové výrobě se s výhodou může použít proudového způsobu, při němž je část matric připravována v operaci lb) a lc) a část matric, v předchozím cyklu opatřená kovovou vrstvou, použita v operaci 2a), 2b) a 2c).

Jako základ licí hmoty lze použít některé z termoreaktivních pryskyřic, tvrditelných za normální nebo zvýšené teploty, například epoxidové, polyesterové, polyuretanové. Aby byla vhodná pro výrobu zrcadlové optiky podle vynálezu, je nutné ji upravit pomocí plnidel, plastifikátorů a pigmentů jpři současném použití vytvrzovacího systému tvr- i didlo-katalyzátor, za účelem dosažení dvou důležitých vlastností - velké adheze vůči materiálu kovové reflexní povrchové vrstvy a součinitele lineární roztažnosti teplem blízkého součiniteli skla. První uvedená vlastnost je nutná pro sejmutí kovové reflexní vrstvy z matrice a její pevné přilnutí k odlitku, druhá vlastnost zaručuje potřebné minimální pnutí v soustavě skleněná matrice ~ kovová reflexní vrstva — odlitek, a minimální deformace povrchu. Právě příliš velké rozdíly y pnutí různorodých materiálů způsobuje při vylisování skleněného jádra podle známého stavu techniky poškození leštěného povrchu matric. Vedle toho by příliš velké pnutí způsobilo zvrásnění nebo naopak potrhání tenké kovové vrstvy. Kromě uvedených vlastností musí mít licí hmota dobrou tvarovou stálost, malé smrštění a vhodné technologické parametry.

Příklad 1:

Druh optiky:

hm.d.

hm.d. 10 hm.d. 80 hm.d. 4 hm.d.

duté parabolické zrcadlo, 200 mm Matrice:

sklo optické kvality, broušené a opticky leštěné Kovová vrstva:

tenká vrstva tlouštky 50 nm nanesená vakuovým napařením z hliníku o čistotě 99,99 %

Licí hmota:

Složení

A. epoxidová pryskyřice ChS Epoxy 110 epoxidová pryskyřice ChS Epoxy 2000 dibutylftalát tavený křemen mletý

B, latentní katalyzátor AT 50 í Technologické parametry a postup:

Základní licí směs se připraví smícháním jednotlivých složek části A a evakuací této směsi při teplotě 125 °C a vakuu 507 Pa po dobu 20 minut. Po ochlazení na 50 °C se přidá složka B a směs se temperuje a homogenizuje při této těplotě po dobu minut.

V průběhu licí doby asi 10 min. se hmota odlije do formy předehřáté na 50 °C ve vakuovaném prostoru při vakuu 1014 Pa. Odlitek se vytvrzuje 2 hod. při teplotě 50 °C a dotvrzuje 1 hod. při teplotě 100 °C. Pak se vyjme z formy.

Příklad 2:

Druh optiky:

i rentgenový zrcadlový objektiv typu paraboloid, hyperboloid, 0/200 mm.

Matrice:

jako u příkladu 1 Kovová vrstva:

tenká vrstva tloušťky 50 nm nanesena vakuovým napařením z ryzího zlata nebo niklu o čistotě

99,98 %

Licí hmota:

složení i technologický postup jsou stejné jako ' u příkladu 1.

Způsob výroby optických členů podle vynálezu umožňuje opakovanou výrobu při podstatném snížení výrobních nákladů na méně než 10 % ceny původně individuálně vyráběných optických zrcadel, přičemž tato výhoda se uplatní zejména u dutých Zrcadel. Oblastí využití vynálezu jsou proto aplikace vyžadující větší počet stejných výrobků a především průmyslová výroba, například výroba speciálních rentgenových objektivů, u kterých je funkční plocha tvaru dutiny. Popsanou metodou bude možné vyrábět i objektivy větších průměrů, než bylo možné metodou sejmutí galvanického pozitivního tvaru, a to bez náročného a obtížného broušení vnitřních ploch, vyžadující speciální nedostupný brousící stroj.

Způsob výroby podle vynálezu se uplatní také při sériové výrobě parabolických dutých zrcadel o průměru 100 až 300 mm pro menší astronomické dalekohledy.

Claims (1)

1. PREDMET

   Způsob výroby optických zrcadlových členů s kovovou funkční povrchovou vrstvou nanesenou ve vakuu, vyznačený tím, že na negativní matrici se nanese kovová funkční povrchová vrstva, na kteVYNALEZU rou se za sníženého tlaku nanese plněná termoaktivní pryskyřice, která se pak i s uvedenou funkční povrchovou vrstvou sejme z matrice.