KR950002227B1 - Device and method for shaping of glass lens - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 본 발명에서 열변형 금형에 의해 갑 프리포옴을 자유표면 프리포옴으로 성형하는 상태를 나타낸 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a state in which the former preform is formed into a free surface preform by a heat deformation mold in the present invention.
제 2 도는 본 발명에서 정밀금형에 의해 완성품을 얻는 상태의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of a state in which a finished product is obtained by a precision mold in the present invention.
제 3 도는 본 발명의 장치를 나타낸 종단면도.3 is a longitudinal sectional view showing the device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 본체 2 : 곱 프리포옴1 body 2 product preform
3 : 자유표면 프리포옴 4 : 예비가열실3: Free surface preform 4: Preheating chamber
6 : 열간가압실 7 : 정밀금형6: hot press room 7: precision mold
8 : 실린더램 9 : 로딩실8: cylinder ram 9: loading chamber
10 : 배출실 12,13 : 로보트10: discharge chamber 12,13: robot
14,15 : 셔터14,15: Shutter
본 발명은 초정밀 광학소자용 유리의 성형방법 및 그 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 성형에 사용되는 예비가공품(유리)을 곱(Gob)형태로 하여 이를 한번의 몰딩작업을 하므로서 초정밀 광학소자를 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method for forming a glass for an ultra-precision optical element and a device thereof, and more specifically, to a high-precision optical element by performing a single molding operation by forming a pre-processed product (glass) used for molding into a shape (Gob) To get it.
일반적으로 렌즈, 프리즘, 미러 및 필터등의 광학소자는 유리소재를 연삭하여 외형을 원하는 형태로 한다음 연마에 의해 광학기능면, 즉 빛을 투과 또는 반사하는 광학면을 얻었다.In general, optical elements such as lenses, prisms, mirrors, and filters are obtained by grinding a glass material to obtain a desired shape, and then polishing an optical functional surface, that is, an optical surface that transmits or reflects light.
그러나 연삭연마에 의해 원하는 만큼의 표면형상 정도 및 표면조도를 얻기 위해서는 숙련된 작업자가 상당한 시간의 가공을 실시하여야 되며, 광학기능면이 비구면인 광학소자인 경우에는 한층 더 고도한 연삭, 연마기술이 요구디고, 또한 가공시간도 길어지게 된다.However, in order to obtain as much surface shape and surface roughness as desired by grinding and polishing, a skilled worker has to perform a considerable amount of time processing, and in the case of an optical element having an aspherical optical functional surface, more advanced grinding and polishing techniques are required. In addition, the processing time becomes longer.
따라서 근래에는 원하는 만큼의 일정한 표면형상 정도 및 표면조도를 가지는 성형용 금형네에 광학유리재료를 투입한 다음 가열 및 가압을 실시하여 광학소자를 제작하는 핫 프레스(Hot press) 성형법이 시도되고 있다.Therefore, in recent years, a hot press molding method has been attempted in which an optical glass material is introduced into a molding die having a predetermined surface shape degree and surface roughness as desired, followed by heating and pressing to produce an optical device.
상기 방법에 의하면 광학기능면을 포함하여 전체적인 광학소자 형상은 직접 제작하는 것이 가능하며 광학 기능면이 비구면인 경우에도 단시간내에 제작이 가능하게 된다.According to the method, the overall optical element shape including the optical functional surface can be manufactured directly, and the optical functional surface can be manufactured within a short time even when the optical functional surface is aspheric.
이와같이, 핫 프레스 성형법을 이용하여 광학소자를 제작하는 방법에 있어서는 일단 광학유리소재를 원하는 형상의 근사형상으로 가공하여 예비 성형품인 프리포옴(preform)으로 만든 다음 이것을 성형용 금형내에 투입한 후 프레싱을 실시하여 최종의 목적 형상으로 제작하는 방법과, 용융 광학유리를 직접성형용 금형내에 투입하여 프레스성형을 실시하는 방법이 있다.As described above, in the method of manufacturing the optical element by using the hot press molding method, the optical glass material is processed into an approximate shape of a desired shape, made into a preform, which is a preform, and then put into a mold for molding and pressing There are a method of producing a final desired shape by carrying out, and a method of putting a molten optical glass into a mold for direct molding to perform press molding.
프리포옴을 사용하는 방식으로는 일본 특허공고 소 61-32263호에 기재되어 있는 것처럼 적당한 방법, 예를들면 연삭연마에 의해 프리포옴을 제작하여 상기 프리포옴을 별도의 성형용 금형내에 투입한 상태에서 소정의 온도까지 가열, 유리소재를 연화시킨 후 금형에 연결된 가압실린더에 의해 적당한 압력으로 프레싱하고 난 다음 냉각하는 방식이다.As a method of using a preform, as described in Japanese Patent Publication No. 61-32263, a preform is produced by a suitable method, for example, grinding, and the preform is put into a separate mold for molding. After heating to a predetermined temperature and softening the glass material, it is pressed by a pressure cylinder connected to a mold at a suitable pressure and then cooled.
한편, 용융 광학유리의 직접 투입에 의한 프레싱방법은 일본 특허공개 소 60-118639호에 기재되어 있는 것처럼 대략의 외형을 만드는 1차 성형(조건 : 유리점도 10-103poise, 프레싱압력 2-10Kgf/cm2)을 실시하고 상기 1차 성형에 따라 얻어진 성형품의 유리점도가 108.5-1010poise일때에 유리전이점온도 이상의 온도를 가진 금형재를 사용하여 2차 성형을 실시하므로서 목적으로 하는 형상 및 정도의 광학소자를 얻는 방식이다.On the other hand, the pressing method by the direct injection of molten optical glass is the primary molding (approximately: glass viscosity 10-10 3 poise, pressing pressure 2-10Kgf) as described in Japanese Patent Publication No. 60-118639. / cm 2 ) and the desired shape by performing a secondary molding using a mold material having a temperature higher than the glass transition temperature when the glass viscosity of the molded article obtained according to the primary molding is 10 8.5 -10 10 poise. And a degree of obtaining optical elements.
그러나 이러한 종래의 광학소자 성형방법은 여러가지 문제점을 가지게 된다.However, these conventional optical device molding methods have various problems.
연삭, 연마된 프리포옴을 사용하는 방법에 있어서는 그 제작법이 종래의 최종 광학소자를 제작하는 전통적인 방법과 같은 정도의 공정을 필요로 하게 되므로 광학소자의 제작에 따른 비용이 많이 들게 된다.In the method of using the ground and polished preforms, the manufacturing method requires a process similar to that of the conventional method of manufacturing a conventional final optical device, and thus, the cost of manufacturing the optical device is high.
한편 용융 광학유리의 직접투입에 의한 프레싱방법도 외경의 치수공차가 0.05mm이내, 광학면의 표면조도가 Rmax 0.01㎛ 이하, 광학면의 표면정도가 뉴우톤링(newton ring) 2본(本)이내, 그 광학면의 비대칭성 및 부분적 면변화가 어느것도 뉴우톤링 1/2본 이내인 사진 렌즈와 같은 고정도의 광학소자를 안정되게 얻는 것이 곤란하다.In the pressing method by direct injection of molten optical glass, the dimensional tolerance of the outer diameter is within 0.05mm, the surface roughness of the optical surface is Rmax 0.01㎛ or less, and the surface accuracy of the optical surface is within 2 newton rings. In addition, it is difficult to stably obtain a highly accurate optical element such as a photographic lens in which the asymmetry and the partial surface change of the optical surface thereof are all within 1/2 of a Newton ring.
또한 광학소재를 목적형상으로 성형하기 위해서는 두번이상의 프레싱을 실시하여야 되었으므로 싸이클 타임(Cycle time)이 길어지게 됨은 물론 2대 이상의 프레스가 필요하게 되므로 고가의 장비 구입에 따른 생산원가가 상승되는 문제점이 있었다.In addition, in order to mold the optical material to the target shape, the pressing was required twice or more, and thus the cycle time became longer, and two or more presses were required, resulting in a problem in that the production cost was increased due to the purchase of expensive equipment. .
본 발명은 종래의 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 곱(Gob)프리포옴의 일측면을 일정 온도하의 질소 분위기에서 가열 변형시켜 자유표면 프리포옴을 얻은 다음 정밀금형에서 1번의 프레싱작업에 의해 초정밀 광학소자를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve such a problem in the prior art, one side of the product (Gob) preform is heated and deformed in a nitrogen atmosphere under a certain temperature to obtain a free surface preform and then in one pressing operation in a precision mold The purpose of this is to obtain an ultra-precision optical element.
또한 본 발명의 또 다른 목적에 의하며 성형장치를 배치(batch)식으로 형성하여 연속작업이 가능해질 수 있도록 한 것이다.In addition, according to another object of the present invention is to form a molding apparatus (batch) to enable a continuous operation.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 형태에 따르면, 곱(Gob)프리포옴을 예비가열실로 이송시키는 공정과, 상기 이송된 곱 프리포옴을 열변형 금형에서 일측면에 금형의 면을 그대로 전사시켜 자유표면 프리포옴을 얻는 공정과, 상기 자유표면 프리포옴을 열가압실로 이동시킨 다음 정밀금형에서 일정온도 및 압력으로 성형하여 최종 광학소자를 얻는 공정과, 상기 최종 광학소자를 상온까지 냉각시키는 공정을 포함하여서 된 초정밀 광학소자용 유리의 성형방법이 제공된다.According to a form for achieving the object of the present invention, the process of transferring the product (Gob) preform to the preheating chamber, and transfer the surface of the mold to one side in the heat deformation mold as it is free Obtaining a surface preform, moving the free surface preform into a thermocompression chamber, and then forming a final optical device by molding at a predetermined temperature and pressure in a precision mold; and cooling the final optical device to room temperature. The shaping | molding method of the glass for ultra precision optical elements provided is provided.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 본체에 설치되어 곱 프리포옴을 자유표면 프리포옴으로 성형하는 예비 가열실과, 상기 예비가열실의 일측에 설치되어 일정압력으로 자유표면 프리포옴을 가압시키는 열간가압실과, 상기 열간가압실 내부에 성형을 위해 설치된 정밀금형을 가압해 주는 실린더램과, 상기 예비가열실과 열간가압실의 양측에 설치된 로딩실 및 배출실과, 상기 로딩실과 배출실에 설치되어 곱 프리포옴이나 최종 광학소자를 이송시키는 로보트로 구성된 초정밀 광학소자용 유리의 성형장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a preheating chamber installed in a main body to form a product preform into a free surface preform, and a hot pressing chamber installed at one side of the preheating chamber to press the free surface preform at a constant pressure. A cylinder ram pressurizing the precision mold installed in the hot pressing chamber for molding, a loading chamber and a discharge chamber installed at both sides of the preheating chamber and the hot pressing chamber, and a product preform installed in the loading chamber and the discharge chamber. There is provided a molding apparatus for glass for ultra-precision optical elements composed of a robot for transferring a final optical element.
이하, 본 발명의 일실시예를 도시한 첨부된 도면 제 1도 내지 제 3 도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 3.
첨부도면 제 1 도는 열변형 금형에서 자유표면 프리포옴을 성형하는 상태를 나타낸 종단면도이고, 제 2 도는 정밀금형에서 완성품인 최종 광학소자를 성형하는 상태를 나타낸 종단면도이며, 제 3 도는 본 발명의 장치를 나타낸 종단면도이다.FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state of forming a free surface preform in a heat deformation mold, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state of forming a final optical element which is a finished product in a precision mold, and FIG. A longitudinal sectional view of the device.
본 발명의 프레스성형에 의해 고정밀도의 광학소자를 얻기 위해서는 다음과 같은 여러가지 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.In order to obtain an optical device with high precision by the press molding of the present invention, it is preferable to satisfy various conditions as follows.
즉, 고온하에서 사용되는 금형의 수명이 연장되도록 하여 제조원가를 줄일 수 있도록 하고 성형된 광학소자가 열수축에 의해 변형되거나 버어(burr)등이 생기지 않도록 하여야 되며 성형되는 광학소자의 표면이 오염되지 않도록 이형재를 사용하지 않음과 동시에 성형시 금형과의 융착을 방지시켜야 된다.That is, it is necessary to extend the life of the mold used under high temperature to reduce the manufacturing cost, and to prevent the molded optical element from being deformed or burred by heat shrinkage, and to prevent the surface of the formed optical element from being contaminated. At the same time, it should be prevented from fusion with mold during molding.
유리재료 성분의 휘발등에 의해 표면변화층의 두께가 광학적 용도에 지장을 가져오지 않아야 되고 성형된 광학소재를 금형으로 꺼낸후에도 표면정도가 저하되지 않아야 되며, 특히 굴절율조정을 위한 정밀서냉(Fine annealing)을 실시하여 통과면정도를 유지하여야 된다.The thickness of the surface change layer should not interfere with the optical use due to the volatilization of the glass material, and the surface accuracy should not decrease even after the molded optical material is taken out of the mold, and especially fine annealing for adjusting the refractive index. The passing surface is to be maintained.
또한 온도 싸이클(Cycle)을 최적화하여 저소비 에너지양으로 연속성형이 가능해야 된다.In addition, the temperature cycle (Cycle) should be optimized to enable continuous molding with low energy consumption.
상기 조건을 충족시키기 위한 본 발명은 곱 프리포옴 형태의 유리소재를 예비가열실로 이송시켜 상부가 개방된 열변형 금형(5)에 제 1 도 의a와 같이 얹어 일정조건하에서 상기 열변형 금형의 일측면이 곱 프리포옴의 일측면에 그대로 전사되도록 하여 제 1도의b와 같은 자유표면 프리포옴을 얻는다.According to the present invention for satisfying the above conditions, the glass material in the form of product preform is transferred to a preheating chamber and placed on the heat deformation mold 5 having an open top as shown in FIG. The side surface is transferred to one side of the product preform as it is to obtain a free surface preform as shown in FIG.
이와같이 얻어진 자유표면 프리포옴을 열간가열실(6)로 이송시켜 정밀금형(7)에서 일정온도 및 압력의 조건으로 성형하여 최종 광학소자를 얻게 된다.The free surface preform thus obtained is transferred to the hot heating chamber 6 and molded in the precision mold 7 under the condition of a constant temperature and pressure to obtain a final optical element.
그후 최종 광학소자를 일정온도(상온)까지 냉각시키는 공정을 거치므로서 값싼 초정밀 광학소자의 성형이 완료되는 것이다.After that, the final optical device is cooled to a predetermined temperature (room temperature), and thus the molding of the cheap ultra-precision optical device is completed.
상기한 바와같이 얻어진 초정밀소자는 제 3 도와 같은 형태의 장치에 의해 성형되는 것으로 첨부된 도면 제 3 도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The ultra-precision element obtained as described above is molded by an apparatus of the same type as that of the third figure, which will be described in more detail with reference to FIG.
본체(1)에 설치되어 곱 프리포옴(2)을 자유표면 프리포옴(3)으로 성형하는 예비가열실(4)내에 상부가 개방된 열변형 금형(5)이 설치되어 있고 예비가열실(4)의 일측에는 열간가압실(6)이 형성되어 있으며 상기 열간가압실내에는 일정압력에서 최종 광학소자를 성형하는 정밀금형(7)이 장착되어 하이드롤릭 실린더(Hydraulic Cylinder)에 의해 작동되는 램(8)과 고정되어 있다.In the preheating chamber 4, which is installed in the main body 1 and forms the product preform 2 into the free surface preform 3, a heat deformation mold 5 having an open top is provided and the preheating chamber 4 The hot pressing chamber 6 is formed at one side thereof, and the hot pressing chamber 6 is equipped with a precision mold 7 for forming the final optical element at a constant pressure, and is operated by a hydraulic cylinder. ) Is fixed.
한편 예비가열실(4)과 열간가압실(6)의 일측에 곱 프리포옴이나 성형된 광학소자를 냉각시키는 로딩실(9)과 배출실(10)이 일직선상으로 연결되어 있고 상기 로딩실(9)과 배출실(10)에는 곱 프리포옴(2)이나 최종 광학소자(11)를 이송시키는 로보트(12)(13)가 각각 설치되어 있다.On the other hand, the loading chamber 9 and the discharge chamber 10 for cooling the product preform or the molded optical element are connected to one side of the preheating chamber 4 and the hot pressing chamber 6 in a straight line. 9) and the discharge chamber 10 are provided with robots 12 and 13 for conveying the product preform 2 or the final optical element 11, respectively.
이때 예비가열실(4)에 장착된 열변형 금형(5)은 로딩실(9)에 설치된 로보트(12)의 아암과 임의의 방법으로 연결되어 있고 열간가압실(6)에 장착된 정밀금형(7)은 열간가압실(6)내의 하이드롤릭 실린더램(8)과 임의의 방법으로 연결되어 있다.At this time, the heat deformation mold 5 mounted in the preheating chamber 4 is connected to the arm of the robot 12 installed in the loading chamber 9 in an arbitrary manner, and the precision mold mounted in the hot pressing chamber 6 ( 7 is connected to the hydraulic cylinder ram 8 in the hot press chamber 6 in any manner.
또한 본체(1)의 양측에는 예비가열실(4)과 열간가압실(6)을 외부공기와 차단시키기 위한 셔터(14)(15)가 설치되어 있다.In addition, shutters 14 and 15 are provided on both sides of the main body 1 to block the preheating chamber 4 and the hot pressing chamber 6 from the outside air.
이하, 본 발명의 성형장치에 의해 성형되는 상태를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the state to be molded by the molding apparatus of the present invention will be described.
먼저 로딩실(9)에 장착된 로보트(12)의 아암과 임의의 방법으로 연결된 열변형 금형(5)에 제 1 도의 a와 같이 곱 프리포옴(2)을 적당한 위치에 올려 놓는다.First, the product preform 2 is placed on the heat deformation mold 5 connected to the arm of the robot 12 mounted in the loading chamber 9 in an arbitrary manner as shown in FIG.
그후 로딩실(9)과 예비가열실(4) 사이의 셔터(14)를 올린 상태에서 로보트(12)를 예비가열실(4)로 이동시키고 셔터(14)를 닫아 예비가열실(4)을 밀폐시킨다.Thereafter, with the shutter 14 between the loading chamber 9 and the preheating chamber 4 raised, the robot 12 is moved to the preheating chamber 4 and the shutter 14 is closed to close the preheating chamber 4. Seal it.
이와같이 예비가열실(4)을 밀폐시킨 다음 진공펌프(도시는 생략함)를 이용하여 10-5Torr상태의 진공을 유지한 후 불활성 가스인 N2를 적당량 불어넣어 열변형 금형(5)을 가열시키는데, 이때 진공상태에서 불활성가스인 N2를 불어넣는 이유는 곱 프리포옴(2)이 산화되는 것을 방지함과 동시에 기포가 발생되는 것을 미연에 방지하기 위함이다.In this manner, the preheating chamber 4 is sealed, and then a vacuum pump (not shown) is used to maintain a vacuum of 10 -5 Torr, followed by blowing an appropriate amount of inert gas N 2 to heat the heat deformation mold 5. The reason for blowing the inert gas N 2 in a vacuum state is to prevent the product preform 2 from being oxidized and to prevent bubbles from being generated.
열변형 금형(5)을 가열시키는 조건은 열변형 금형(5)에 얹혀진 곱 프리포옴(2)의 온도가 유리점도 105-107poise에 해당하는 온도로 하여 주면 된다.The conditions for heating the heat deformation mold 5 may be such that the temperature of the product preform 2 placed on the heat deformation mold 5 is a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 5 -10 7 poise.
이에따라 곱 프리포옴(2)은 열변형에 의해 열변형 금형(5)의 표면이 그대로 전사되어 제 1 도의 b와 같이 되고 열변형 금형(5)과 접촉되지 않은 면은 연화된 유리의 표면장력에 의해 자유표면 프리포옴(3)으로 형성된다.Accordingly, the product preform 2 is transferred to the surface of the heat deformation mold 5 by heat deformation as it is, as shown in FIG. 1 b, and the surface not contacted with the heat deformation mold 5 depends on the surface tension of the softened glass. Thereby forming a free surface preform 3.
상기한 바와같은 방법에 의해 곱 프리포옴(2)을 연삭, 연마가공 없이도 표면정도 및 조도가 매우 우수한 자유표면 프리포옴(3)을 얻게 되는 것이다.By the method described above, the free surface preform 3 having excellent surface accuracy and roughness is obtained without grinding and polishing the product preform 2.
이때 유리점도를 105poise 이하에서는 유리구조가 변형되어 광학적 특성인 굴절율이 변하게 되므로 냉각 공정에서 매우 느린 속도로 냉각을 실시하여야 한다.In this case, when the glass viscosity is less than 10 5 poise, the glass structure is deformed and the refractive index, which is an optical property, is changed.
또한 유리점도를 107poise 이하로 하는 이유는 107poise 이상에서는 열변형에 의해 유리가 자유표면의 프리포옴을 형성될 수 없기 때문이다.The reason why the glass viscosity is 10 7 poise or less is because glass cannot form preforms on free surfaces due to thermal deformation above 10 7 poise.
한편 자유표면 프리포옴(3)을 얻기 위한 열변형 금형(5)의 재료로는 카본(Carbon), 그라파이트(Graphite), 그라시 카본(Glassy Carbon), 보론 나이트라이드(Boron Nitride), 스테인레스 스틸(Stainless Steel)등을 사용하게 된다.On the other hand, the material of the heat deformation mold 5 for obtaining the free surface preform 3 is carbon, graphite, grassy carbon, boron nitride, stainless steel ( Stainless steel).
이와같이 얻어진 자유표면 프리포옴(3)을 로보트 아암에 의해 열간가압실(6)로 이송시켜 정밀금형(7)의 하부금형에 올려놓는다.The free surface preform 3 thus obtained is transferred to the hot pressing chamber 6 by the robot arm and placed on the lower mold of the precision mold 7.
이때 정밀금형(7)의 온도는 유리의 전이온도 이상이어야 되며 자유표면 프리포옴(3)의 유리점도는 108-1011poise로 해야 한다.At this time, the temperature of the precision mold (7) should be more than the transition temperature of the glass and the glass viscosity of the free surface preform (3) should be 10 8 -10 11 poise.
왜냐하면 108poise 이하에서는 성형후에 냉각시간이 길어짐과 동시에 냉각시에 발생되는 국부수축 변형에 의해 광학면의 형상을 제어하기 어렵게 되고 1011poise 이상에서는 유리가 점 탄성변형을 하게 되어 성형후의 냉각공정에서 탄성회복 현상이 일어나 광학면의 형상을 변형시키기 때문에 이를 방지하기 위해서는 상기한 자유표면 프리포옴(3)의 유리점도를 108-1011poise로 해야 한다.Because below 10 8 poise, the cooling time is long after molding, and it is difficult to control the shape of the optical surface by local shrinkage deformation during cooling, and at 10 11 poise or more, the glass undergoes viscoelastic deformation. In order to prevent this, an elastic recovery phenomenon occurs to deform the shape of the optical surface. Therefore, the glass viscosity of the free surface preform 3 should be 10 8 -10 11 poise.
그후 하이드롤릭 실린더의 램(8)에 의해 상부금형이 내려와 자유표면 프리포옴(3)을 50-1000Kgf/cm2의 압력으로 프레싱하여 제 2 도와 같은 형태를 얻게 되는데, 이때 프레싱압력을 1000Kgf/cm2이하로 하는 이유는 금형재료의 내구성을 감안한 것이고 50Kgf/cm2이상으로 한것은 정밀금형(5)의 표면을 정밀하게 자유표면 프리포옴(3)에 전사시키기 위함이다.Then, the upper mold is lowered by the ram (8) of the hydraulic cylinder, and the free surface preform (3) is pressed to a pressure of 50-1000 Kgf / cm 2 to obtain the same shape as the second degree, wherein the pressing pressure is 1000 Kgf / cm The reason for setting it to 2 or less is to consider the durability of the mold material and to set it to 50 Kgf / cm 2 or more in order to transfer the surface of the precision mold 5 to the free surface preform 3 precisely.
상기 정밀금형(7)의 재료로는 유리와 반응성이 적고 고온강도가 높은 재료를 사용하는 것이 바람직한데, W 합금이나 귀금속 또는 Ta, Hf 합금 및 세라믹을 사용하는 것이 좋다.As the material of the precision mold (7), it is preferable to use a material having low reactivity with glass and high temperature strength, but it is preferable to use a W alloy, a noble metal, or a Ta, Hf alloy and a ceramic.
또한 초정밀 광학소자를 얻기 위해 정밀금형(7)의 표면조도는 0.01㎛ 이하로 하여야 된다.In addition, in order to obtain an ultra-precision optical element, the surface roughness of the precision mold 7 should be 0.01 μm or less.
제 2도와 같은 열간가압실(6)에서 가압성형된 최종광학소자(11)는 유리점도가 1012.5-1014.5poise될때까지 압력을 지수 함수적으로 감소시키게 된다.The final optical element 11 press-molded in the hot pressing chamber 6 as shown in FIG. 2 reduces the pressure exponentially until the glass viscosity becomes 10 12.5 -10 14.5 poise.
이때 유리점도가 1012.5-1014.5poise될때까지 감소시키는 이유는 유리점도가 1012.5poise이하에서는 고정도로 성형전사된 광학면의 형상이 변형될 염려가 있고 1014.5poise 이상에서는 더 이상의 형상변형이 없게 되기 때문이다.At this time, the glass viscosity is 10 -10 12.5 14.5 The reason for reducing to poise when there is a fear of the shape of the molding transfer of the optical surface, so that in the glass a viscosity of 10 12.5 poise or less strain 10 14.5 poise or more in not more than one deformed shape Because it becomes.
따라서 이러한 상태에서 성형압을 제거시킨 다음 열간가압실(6)과 배출실(10)의 셔터(5)를 열고 배출실(10)의 로보트(13) 아암을 이용하여 최종 광학소자(11)를 배출실(10)로 이송시켜 상온까지 급냉시키므로서 성형작업이 완료되는 것이다.Therefore, after the molding pressure is removed in such a state, the hot pressing chamber 6 and the shutter 5 of the discharge chamber 10 are opened, and the final optical element 11 is opened using the robot 13 arm of the discharge chamber 10. It is transferred to the discharge chamber 10 to quench to room temperature to complete the molding operation.
이상에서와 같이 본 발명은 곱 프리포옴을 열변형 금형에서 자유표면 프리포옴으로 성형한 다음 1번의 프레싱작업에 의해 초정밀 광학소자를 얻을 수 있게 되므로 표면조도가 매우 우수한 광학기기용 유리렌즈나 프리즘, 미러등을 값싸게 대량 생산하여 공급할 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.As described above, the present invention forms a product preform into a free surface preform in a heat deformation mold and then obtains a high-precision optical device by one pressing operation. Thus, a glass lens or prism for an optical device having excellent surface roughness, It has the effect of being able to supply mass production of mirrors at low cost.
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| KR940006937A KR940006937A (en) | 1994-04-26 |
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1992
- 1992-09-08 KR KR1019920016421A patent/KR950002227B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR940006937A (en) | 1994-04-26 |
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