KR20190132715A - 광학 더미렌즈 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 광학유리재질로 제조된 판상소재를 준비하는 소재준비단계와, 상기 판상소재의 모서리를 절삭하고 외면에 컴파운드를 도포하는 전처리단계와, 컴파운드가 도포된 판상소재를 가열하는 소재가열단계와, 가열된 판상소재를 금형에 장입 및 가압하여 광학 더미렌즈 형태로 성형하는 가압성형단계와, 성형된 광학 더미렌즈를 냉각하는 냉각단계와, 냉각된 광학 더미렌즈에 열을 가하여 어닐링하는 어닐링단계를 순차적으로 실시하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

광학 더미렌즈 제조방법{Method of manufacturing optical dummy lens}
본 발명은 광학 더미렌즈 제조방법에 관한 것으로, 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈 형태로 성형하고, 냉각 및 어닐링(annealing)을 실시하여 고품질의 광학 더미렌즈 제조가 가능하도록 한 광학 더미렌즈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 가공이 용이하고 재료비가 비교적 저렴한 구상흑연주철(FCD450)로 제작된 금형을 사용하여 가압 성형함으로써 소량생산에 적합하고 제조 원가를 절감할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 가압 성형된 더미렌즈를 컨베어를 사용하여 이송시 컨베어의 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어하여 더미렌즈의 냉각시 발생할 수 있는 파손 등의 불량을 미연에 차단할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 어닐링 공정 후 연삭, 정삭, 연마 작업을 실시할 때 왜곡, 맥리, 기포 등이 제거되게 하여 품질이 향상될 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광학용 글라스 렌즈는 정밀 가공된 금속재질의 금형 코어의 표면에 글라스 성형재를 올려놓고 열과 압력을 가하여 성형하는 프레스 몰딩 방식에 의해 제조되며, 이에 따라 대량생산이 가능하게 되었다.
통상 금형 코어의 모재는 텅스텐 탄화물에 바인더 역할을 하는 코발트가 그소량 첨가된 합금으로써 기계적 특성인 경도, 항절력이 우수하며, 열팽창계수가 낮아 글라스 렌즈를 고온/고압 분위기에서 성형하기 적합한 소재이므로 현재 널리 이용되고 있다.
그러나, 바인더리스 코발트 텅스텐 탄화물 소재로 이루어진 금형 코어는 글라스 렌즈를 성형하기 위해서는 다이아몬드 툴을 이용하여 초정밀 가공 후 초정밀 폴리싱까지 실시하여 경면 가공이 이루어져야 한다.
그 이유는 글라스와 텅스텐 탄화물과의 이형성이좋지 않아 고온/고압 분위기에서 글라스가 금형 코어에 융착되는 현상이 나타나 불량이 발생되기 때문이다.
이에 따라 초정밀 가공된 금형 코어의 기능면에 글라스와의 이형성을 높임과 동시에 고온에서도 물성이 변하지 않도록 하는 나노 두께의 박막을 개발하기 위한 연구활동이 활발히 이루어지고 있다.
종래에는 백금을 이용하여 이온빔 증착 방법으로 박막 제조 기술을 개발하여 구면 및 비구면 글라스 렌즈를 제조하였지만, 라이프 타임이 길지 않고 코팅물질이 고가여서 제조 원가를 증가시키게 되므로 바람직하지 못하다.
한편 코발트 턴스텐 탄화물의 표면에 크롬 또는 티타늄을 증착하고 워크층으로 이리듐, 레늄 합금을 증착하여 물성을 향상시키고자 하였으나 공정 조건 변경 기술개발은 한계가 있다.
이에 따라 대한민국 등록특허 제10-0984140호에는 도 1과 같이 티타늄 알루미늄으로 증착된 제1버퍼층(211)과, 제1버퍼층(211) 상에 증착된 티타늄 알루미늄 질화물층을 포함하는 버퍼층(212)을 형성한 후 이리듐 레늄 합금으로 이루어진 워크층(200)을 증착하여 박막의 접착강도가 향상될 수 있도록 하여 금형 코어의 사용 수명이 향상될 수 있도록 한 렌즈 금형 코어의 박막구조물(20)이 개시되어 있다.
또한 대한민국 등록특허 제10-1350768호에는 도 2와 같이 바인더리스의 탄화텅스텐계 초경질 재료를 이용하여 분말소결로 제조되도록 하며 소결제품의 치수정확도 확보와 분말 결합도를 향상시켜 소결제품의 강도를 개선할 수 있도록 한 고품질 비구면 렌즈 제작용 소결 초경합금 금형이 개시되어 있다.
그러나 상기 종래 기술들은 금형의 내구성을 높여 보다 많은 제품을 성형하 수 있도록 한 기술로서, 금형 제조비를 향상시키는 원인이 된다.
또한 근래에는 다품종 소량생산되는 렌즈가 많아짐에 따라 이를 위한 다수의 금형을 제작해야하므로 유지 및 관리가 어려운 문제점도 발생된다.
한편 대한민국 공개특허 제10-2007-0090763호에는 도 3과 같이 고굴절률 저분산 유리로 이루어지는 고품질의 프리폼을 안정적으로 생산하기 위한 정밀 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법이 개시되어 있다.
그리고 대한민국 등록특허 제10-1425220호에는 도 4와 같이 고굴절률 저분산성 광학 유리로 이루어지는 렌즈의 제조방법이 개시되어 있다.
그러나 도 3 및 도 4의 종래기술은 전처리 공정과 프레스 성형 이후의 공정에 대한 구체적인 설명은 생략되어 있고, 프레스 성형 관련 조건만 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈 형태로 성형하고, 냉각 및 어닐링(annealing)을 실시하여 고품질의 광학 더미렌즈 제조가 가능하도록 한 광학 더미렌즈 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 가공이 용이하고 재료비가 비교적 저렴한 구상흑연주철(FCD450)로 제작된 금형을 사용하여 가압 성형함으로써 소량생산에 적합하고 제조 원가를 절감할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가압 성형된 더미렌즈를 컨베어를 사용하여 이송시 컨베어의 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어하여 더미렌즈의 냉각시 발생할 수 있는 파손 등의 불량을 미연에 차단할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 어닐링 공정 후 연삭, 정삭, 연마 작업을 실시할 때 왜곡, 맥리, 기포 등이 제거되게 하여 품질이 향상될 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학유리재질로 제조된 판상소재를 준비하는 소재준비단계와, 상기 판상소재의 모서리를 절삭하고 외면에 컴파운드를 도포하는 전처리단계와, 컴파운드가 도포된 판상소재를 가열하는 소재가열단계와, 가열된 판상소재를 금형에 장입 및 가압하여 광학 더미렌즈 형태로 성형하는 가압성형단계와, 성형된 광학 더미렌즈를 냉각하는 냉각단계와, 냉각된 광학 더미렌즈에 열을 가하여 어닐링하는 어닐링단계를 순차적으로 실시하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 소재가열단계는, 규조토로 제조된 가열사라를 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하여 불순물을 제거하는 크리닝과정과,
불순물이 제거된 가열사라에 판상소재를 장입한 후 가열로에서 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하는 소재가열과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압성형단계는, 서로 근접시 광학 더미렌즈의 외형과 대응하는 성형공간을 형성하여 판상소재를 가압하는 상형 및 하형과, 상기 하형을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스와, 상기 상형 및 베이스를 내부에 수용한 상태에서 내부로 화염을 제공하여 판상소재를 전도열로 가열하는 가열유닛을 포함하여 구성되는 금형으로 판상소재를 가열 및 가압하여 광학 더미렌즈를 성형하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 냉각단계는, 상기 광학 더미렌즈에 열을 제공하면서 이송하고, 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어된 냉각용 컨베어를 사용하여 냉각하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 어닐링단계는, 상기 광학 더미렌즈를 열처리하여 분산값, 굴절율 등의 물리적 성능을 확보하는 과정임을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈 형태로 성형하고, 냉각 및 어닐링(annealing)을 실시하여 고품질의 광학 더미렌즈 제조가 가능하다.
그리고 가공이 용이하고 재료비가 비교적 저렴한 구상흑연주철(FCD450)로 제작된 금형을 사용하여 가압 성형함으로써 소량생산에 적합하고 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한 가압 성형된 더미렌즈를 컨베어를 사용하여 이송시 컨베어의 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어하여 더미렌즈의 냉각시 발생할 수 있는 파손 등의 불량을 미연에 차단할 수 있도록 한 효과를 가진다.
뿐만 아니라, 어닐링 공정 후 연삭, 정삭, 연마 작업을 실시할 때 왜곡, 맥리, 기포 등이 제거되게 하여 품질이 향상된 렌즈 제조가 가능하다.
도 1 은 대한민국 등록특허 제10-0984140호에 개시된 렌즈 금형 코어의 박막구조물을 보인 개요도.
도 2 는 대한민국 등록특허 제10-1350768호에 개시된 고품질 비구면 렌즈 제작용 소결 초경합금 금형의 개요도.
도 3 은 대한민국 공개특허 제10-2007-0090763호에 개시된 정밀 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 사용되는 금형 구조를 보인 개요도.
도 4 는 대한민국 등록특허 제10-1425220호에 개시된 렌즈의 제조방법에 사용되는 프레스의 구조를 보인 개요도.
도 5 는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에 따라 제조된 광학 더미렌즈의 실물 사진.
도 6 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법을 나타낸 공정 순서도.
도 7 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 소재준비단계에서 준비된 판상소재의 외관을 보인 실물 사진.
도 8 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 전처리단계가 완료된 판상소재의 외관을 보인 실물 사진.
도 9 는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 소재가열단계에 사용되는 가열사라 외관을 보인 실물 사진.
도 10 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 가압성형단계를 위한 금형의 외관을 보인 사시도.
도 11 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 가압성형단계를 위한 금형의 가열유닛을 세부적으로 나타낸 실물사진.
도 12 는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 가압성형단계를 위한 금형을 분해하여 나타낸 평면도.
도 13 은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 가압성형단계를 위한 금형의 상형과 하형을 분해하여 나타낸 측면 사시도.
도 14 는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 냉각단계를 위한 냉각용 컨베어의 외관을 보인 사시도.
도 15 는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 소재가열단계와 어닐링단계 및 냉각단계의 작업 조건을 나타낸 표.
이하 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법을 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에 따라 제조된 광학 더미렌즈의 실물 사진이고, 도 6은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법을 나타낸 공정 순서도이며, 도 7은 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 소재준비단계에서 준비된 판상소재의 외관을 보인 실물 사진이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 광학 더미렌즈(L)는 광학 유리재로 이루어진 판상소재(도 7의 도면부호 P)를 성형하여 제조된 것으로, 양면볼록, 양면오목, 한면오목, 한면볼록, 한면볼록과 평면구간을 가진 오목, 한면오목과 평면구간을 가진 오목, 양면 평면구간을 가진 오목, 프리즘 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 광학 더미렌즈(L)는 다수 공정을 순차적으로 실시하여 제조된다.
즉, 광학 더미렌즈(L)는 도 6과 같이 상기 판상소재(P)를 준비하는 소재준비단계(S100)와, 판상소재(P)의 모서리를 절삭하고 외면에 컴파운드를 도포하는 전처리단계(S200)와, 컴파운드가 도포된 판상소재(P)를 가열하는 소재가열단계(S300)와, 가열된 판상소재(P)를 금형(100)에 장입 및 가압하여 광학 더미렌즈(L) 형태로 성형하는 가압성형단계(S400)와, 성형된 광학 더미렌즈(L)를 냉각하는 냉각단계(S500)와, 냉각된 더미렌즈(L)에 열을 가하여 어닐링하는 어닐링단계(S600)를 순차적으로 실시하여 제조된다.
상기 소재준비단계(S100)에서 준비된 판상소재(P)는 도 7과 같은 형태를 가지며, 황산염, 수산화물, 산화물 등의 원료 분말을 절절히 혼합하고 1350~1400℃의 백금도가니에서 가열 용융시켜 주형에 흘려넣어 제작되며, 충분히 냉각된 판상소재(P)는 워터커트 또는 열선, 유리절단기 등을 이용하여 원하는 크기로 절단되어 준비된다.
상기 소재준비단계(S100) 이후에는 전처리단계(S200)가 실시된다. 상기 전처리단계(S200)는 가압성형단계(S400)를 실시할 때 성형성이 향상될 수 있도록 하는 과정으로서, 판상소재(P)의 모서리를 라운드지게 가공하는 과정(도 8의 좌측 사진 참조)과, 모서리가 가공된 판상소재(P)의 외면에 파우더를 도포하는 과정(도 8의 우측사진 참조)을 포함한다.
상기 전처리단계(S200)를 실시함에 따라 판상소재(P)의 모서리에 집중될 수 있는 응력을 분산시켜 파손을 방지할 수 있으며, 컴파운드 도포로 인해 가열 및 가압시 성형성이 좋아지게 된다.
상기 전처리단계(S200) 이후에는 소재가열단계(S300)가 실시된다. 소재가열단계(S300)는 도 9와 같은 가열사라(H)에 판상소재(P)를 얹어 가열하는 과정으로, 가열사라(H)의 상면에는 안착홈이 함몰 형성되어 판상소재(P)의 유동을 방지할 수 있게 된다.
그리고 상기 가열사라(H)는 다수의 안착홈을 구비하여 안착홈의 개수에 대응하는 수만큼 판상소재(P)를 동시에 가열할 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기 판상소재(P)는 가열사라(H)에 얹혀진 상태로 가열로에 장입되어 가열되며, 크리닝과정과 소재가열과정을 순차적으로 수행하여 진행된다.
즉 상기 소재가열단계(S300)는 규조토로 제조된 가열사라(H)를 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하여 불순물을 제거하는 크리닝과정과, 불순물이 제거된 가열사라(H)에 판상소재(P)를 안착한 후 가열로에서 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하는 소재가열과정을 포함한다.
상기 소재가열단계(S300)의 실시 시간은 가열하고자 하는 판상소재(P)의 전이온도에 따라 달라질 수 있으며, 첨부된 도 15와 같다.
한편 상기 소재가열단계(S300) 이후에는 가압성형단계(S400)가 실시된다. 상기 가압성형단계(S400)는 컴파운드가 도포된 판상소재(P)를 금형(100) 내부에 수용한 상태에서 가열 및 가압하여 더미렌즈(L) 형상으로 성형하는 과정이다.
이하 첨부된 도 10을 참조하여 광학용 더미렌즈 제조용 금형(100)의 구조를 설명한다.
도 10에는 더미렌즈 제조용 금형(이하 '금형(100)'이라 함)의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.
도면과 같이 금형(100)은, 더미렌즈(L)를 성형하기 위한 것으로서, 광학 유리재로 이루어진 판상의 소재를 내부에 수용한 상태에서 가열 및 가압하여 더미렌즈(L)의 성형이 가능하다.
이를 위해 상기 금형(100)은 프레스장치(10)에 설치되어 일부가 상/하 방향으로 직선 왕복운동함으로써 서로 형합되어 판상의 소재를 가압할 수 있게 된다.
그리고 상기 금형(100)은, 서로 근접시 더미렌즈(L)의 외형과 대응하는 성형공간(도 13의 도면부호 130)을 형성하여 판상소재(P)를 가압하는 상형(120) 및 하형(140)과, 상기 하형(140)을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스(160)를 포함하여 구성된다.
상기 상형(120)과 하형(140) 및 베이스(160)는 구상흑연주철(FCD450)로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 상형(120)과 볼록부(122)은 동일 직선상에 배치되어 적어도 어느 하나 이상이 직선 왕보운동함으로써 성형공간을 개방했다가 차폐하는 과정을 반복함으로써 판상소재(P)를 더미렌즈(L)로 성형할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 상기 상형(120)은 프레스장치(10)에 의 상측에 고정부재(12)에 의해 고정되며, 프레스장치(10)의 동작에 의해 상/하 방향으로 직선 왕복운동하도록 작용하게 된다.
상기 상형(120)의 하측에는 볼록부(122) 및 베이스(160)가 설치된다. 상기 볼록부(122)은 상형(120)과 근접시에 더미렌즈(L)의 외형(상/하면)과 동일한 공간을 형성하여 판상소재(P)를 더미렌즈(L)의 외형으로 변화되게 강제하게 된다.
그리고 상기 볼록부(122)은 베이스(160) 내부에 고정되어 움직임이 제한된다. 즉 상기 베이스(160)의 내부에는 상방향으로 개구된 하형삽입홈(162)이 형성되며, 상기 하형삽입홈(162) 내부에는 볼록부(122)이 끼워져 고정된다.
그리고 상기 하형삽입홈(162)은 볼록부(122)의 높이보다 깊게 형성됨으로써 성형공간을 형성할 수 있도록 한다.
상기 볼록부(122)의 하면은 취출용홀(164)이 천공된다. 상기 취출용홀(164)은 내부에 삽입된 볼록부(122)의 분리를 용이하게 하게 위한 구성으로, 베이스(160)의 외측에서 취출용홀(164)을 통해 볼록부(122)의 하면을 타격하여 볼록부(122)을 베이스(160)로부터 분리 가능하다.
상기 상형(120)과 볼록부(122)은 더미렌즈(L)의 외형에 따라 서로 마주보는 면에 다양한 형상이 적용될 수 있다.
예컨대, 상기 상형(120)과 볼록부(122) 모두 외측으로 돌출된 형태라면 양면이 오목한 더미렌즈(L)가 제조될 것이고, 어느 한쪽만 볼록하거나 오목하는 경우 이에 대응하는 더미렌즈(L) 외형을 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 상형(120)의 외면에 볼록한 볼록부(122)를 구비하고, 볼록부(122)은 평면으로 구성하여 한쪽면만 오목한 형태의 더미렌즈(L) 제조가 가능하도록 구성하였다.
상기 상형(120)과 볼록부(122)의 외측에는 가열유닛(180)이 설치된다. 상기 가열유닛(180)은 상기 볼록부(122)은 베이스(160) 내부에 삽입되어 고정된다. 상기 베이스(160)는 성형공간에 수용된 판상소재(P)를 전도열로 가열하기 위한 구성이다.
즉, 상기 가열유닛(180)은 450~900℃의 굴복온도를 갖는 광학유리재질로 제조된 판상소재(P)가 성형이 용이한 온도로 가열될 수 있도록 상형(120)과 볼록부(122) 및 베이스(160)를 가열함으로써 전도열에 의해 판상소재(P)가 가열될 수 있도록 하는 구성이다.
그리고 상기 상형(120)은 상/하 방향으로 직선 왕복운동하므로 상측에 위치한 가열유닛(180)은 상형(120)이 상사점에 위치했을 때 열을 가하도록 작용하게 된다.
상기 가열유닛(180)의 세부 구성을 첨부된 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11에는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 가압성형단계(S400)를 위한 금형(100)의 가열유닛을 세부적으로 나타낸 실물사진이 도시되어 있다.
도 11의 가열유닛(180)은 2개 중 볼록부(122)의 외측에 설치된 것으로서, 상형(120) 외측에 설치된 가열유닛(180)의 모든 구성을 포함하고 있으므로 이를 토대로 설명한다.
상기 가열유닛(180)은, 상기 상형(120) 및 볼록부(122)을 각각 내부에 수용한 상태로 내부로 화염을 제공하여 가열하는 구성이다.
즉 상기 가열유닛(180)은 상형(120) 및 볼록부(122)을 향하도록 방사상에서 화염을 발생하도록 구성된다.
따라서 상기 가열유닛(180)은 상형(120) 또는 볼록부(122)을 내부에 수용한 상태로 화염을 발생할 수 있도록 사각 또는 원형으로 제조된 화로(182)를 포함한다.
상기 화로(182)는 내부에 수용된 상형(120) 또는 볼록부(122) 방향으로 화염을 보낼 수 있도록 하기 위해 다수의 구멍(184)이 천공 형성되며, 내부가 비어있는 파이프 형태를 가진다.
그리고 상기 화로(182)는 외부로부터 연료를 공급받을 수 있도록 연료공급파이프(186)와 내부가 연통된다.
따라서 상기 연료공급파이프(186)를 통해 공급된 연료(가스 등)는 구멍(184)을 통해 화로(182) 내측 방향으로 분사됨으로써 상형(120) 또는 볼록부(122)으로 화염을 분사할 수 있게 되며, 상기 구멍(184)은 화로(182)의 내주면에 방사상으로 등간격 천공됨이 바람직하다.
상기 가열유닛(180)의 하측에는 하형안착대(188)가 구비된다. 상기 하형안착대(188)는 볼록부(122)이 끼워진 베이스(160)를 내부에 수용하여 움직임을 제한하는 구성으로서, 하형안착대(188)에 끼워진 베이스(160)는 가열유닛(180)의 내부에 위치하여 화염에 의해 가열될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 금형(100)을 사용하여 가압성형단계(S400)를 수행할 수 있으며, 이후 냉각단계(S500)가 실시된다.
상기 냉각단계(S500)는 금형(100)을 이용하여 성형된 광학 더미렌즈(L)에 열을 제공하면서 이송하고, 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어하여 냉각하는 과정이다.
이를 위해 상기 냉각단계(S500)는 도 14에 도시된 냉각용 컨베어(C)를 사용하여 진행된다.
도 14는 본 발명에 의한 광학 더미렌즈 제조방법에서 일 단계인 냉각단계(S500)를 위한 냉각용 컨베어(C)의 외관을 보인 사시도로서, 냉각용 컨베어(C)는 터널과 같이 전/후 방향으로 내부가 길게 연통되되 바다에는 롤러가 위치하여 상기 광학 더미렌즈(L)를 후방으로 이송시키게 되며, 후방으로 갈수록 온도가 점차 낮아지도록 구성된다
즉, 상기 냉각단계(S500)는 도 15와 같이 광학 더미렌즈(L)의 소재에 따라 다양한 냉각조건을 선택하여 적용할 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 냉각용 컨베어(C)의 입구부는 500℃를 유지하고 중반부는 500℃로 낮아지며 출구부는 400℃로 가열될 수 있도록 제어함으로써 광학 더미렌즈(L)가 급격하게 냉각되지 않도록 구성하였다.
상기 냉각단계(S500) 이후에는 어닐링단계(S600)가 실시된다. 상기 어닐링단계(S600)는 광학 더미렌즈(L)를 열처리하여 분산값, 굴절율 등의 물리적 성능을 확보하는 과정으로서, 도 15와 같이 광학 더미렌즈(L)의 외경에 따라 상이한 가열시간을 적용함이 바람직하다.
상기 어닐링단계(S600)가 완료되면 도 5와 같은 광학 더미렌즈(L)의 제조가 완료되며, 이후 연삭, 정삭, 연마, 심취, 코팅 공정을 추가로 실시하게 되면 렌즈가 만들어지게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 프레스장치 12. 고정부재
100. 광학용 더미렌즈 제조용 금형 120. 상형
122. 볼록부 140. 하형
160. 베이스 162. 하형삽입홈
164. 취출용홀 180. 가열유닛
182. 화로 184. 구멍
186. 연료공급파이프 188. 하형안착대
C. 냉각용 컨베어 H. 가열사라
L. 광학 더미렌즈 P. 판상소재
S100. 소재준비단계 S200. 전처리단계
S300. 소재가열단계 S400. 가압성형단계
S500. 냉각단계 S600. 어닐링단계

Claims (5)

  1. 광학유리재질로 제조된 판상소재를 준비하는 소재준비단계와,
    상기 판상소재의 모서리를 절삭하고 외면에 컴파운드를 도포하는 전처리단계와,
    컴파운드가 도포된 판상소재를 가열하는 소재가열단계와,
    가열된 판상소재를 금형에 장입 및 가압하여 광학 더미렌즈 형태로 성형하는 가압성형단계와,
    성형된 광학 더미렌즈를 냉각하는 냉각단계와,
    냉각된 광학 더미렌즈에 열을 가하여 어닐링하는 어닐링단계를 순차적으로 실시하여 제조되는 것을 특징으로 하는 광학 더미렌즈 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 소재가열단계는,
    규조토로 제조된 가열사라를 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하여 불순물을 제거하는 크리닝과정과,
    불순물이 제거된 가열사라에 판상소재를 장입한 후 가열로에서 굴복온도보다 100℃ 이상 높은 온도에서 가열하는 소재가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 더미렌즈 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가압성형단계는,
    서로 근접시 광학 더미렌즈의 외형과 대응하는 성형공간을 형성하여 판상소재를 가압하는 상형 및 하형과, 상기 하형을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스와, 상기 상형 및 베이스를 내부에 수용한 상태에서 내부로 화염을 제공하여 판상소재를 전도열로 가열하는 가열유닛을 포함하여 구성되는 금형으로 판상소재를 가열 및 가압하여 광학 더미렌즈를 성형하는 과정임을 특징으로 하는 광학용 더미렌즈 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각단계는,
    상기 광학 더미렌즈에 열을 제공하면서 이송하고, 진행 방향으로 점차 온도가 낮아지도록 제어된 냉각용 컨베어를 사용하여 냉각하는 과정임을 특징으로 하는 광학용 더미렌즈 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 어닐링단계는,
    상기 광학 더미렌즈를 열처리하여 분산값, 굴절율 등의 물리적 성능을 확보하는 과정임을 특징으로 하는 광학용 더미렌즈 제조방법.
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