欢迎光临东莞市旭龙光电科技有限公司官方网站!
联系人:黄小姐
手 机:18938675948 17198669348
全国服务热线:0769-81777329
邮 箱:Julongli@163.com
地 址:东莞市塘厦横塘社区松元街13号
行业新闻

玻璃模压成形技术的要点

来源: 时间:2019-07-16 09:23:07 次数:

玻璃模压成形技术的另一个重要步骤是将玻璃材料和模具一起加热到玻璃转化温度以上,控制成形压力将微纳阵列模具表面形状复制到玻璃表面,然后冷却取出光学微纳阵列玻璃片。

玻璃模压成形技术的另一个重要步骤是将玻璃材料和模具一起加热到玻璃转化温度以上,控制成形压力将微纳阵列模具表面形状复制到玻璃表面,然后冷却取出光学微纳阵列玻璃片。在这个过程中,由于模具材料和光学玻璃材料之间的热膨胀系数存在差异,应力场、温度场和流变场等因素会导致成形误差,模具的磷化镍镀层在高温高压环境下与高粘性玻璃之间易产生分子扩散、亲和融合与粘连粘接的现象。针对这些问题,研究团队测试了玻璃材料高温热塑-粘弹性,利用麦克斯韦修正模型建立了玻璃高温热塑-粘弹性受压变形物理模型。通过有限元仿真技术,计算了模压过程中温度场分布、应力场分布和应变/应变率分布,揭示了模压过程中玻璃材料流动机制和玻璃高温热塑-粘弹性形变机理。
针对模压成形过程中的微纳表面效应导致模具磷化镍微结构与高温高压高粘度热熔玻璃之间存在界面粘接分离作用机制与元素扩散的现象,研究团队采用物理气相沉积(PVD)法在已经加工出的磷化镍镀层微沟槽模具表面镀了铱/铼(Ir/Re)贵金属镀层,可以减小玻璃与模具界面间的摩擦系数,同时隔离模具中磷化镍镀层内磷元素向玻璃表面扩散现象,延长了模具使用寿命。
针对新型碳烧结石墨烯高电导率和热导率等特点,研究团队实现了基于该石墨烯镀层的局部快速加热模压成形技术。利用化学气相沉积方法将该石墨烯镀到单晶硅模具上表面,配合电源和电控压力LabVIEW系统,搭建局部快速加热试验平台。与传统模压成形技术加热整个镜片相比,在通电条件下,局部快速加热模压中的石墨烯成为仅有的热量来源。它产生的热一部分传入基底硅中,一部分在空气中耗散掉,主要部分传入光学材料中将其加热。由于光学材料导热率较低,因此只有紧挨着石墨烯的薄薄一层光学材料会升至模压温度,所以称为局部加热。一般来讲,模压中产生残余应力和折射率变化的主要原因是冷却阶段透镜内外冷却速度不一致,而采用石墨烯的局部加热方法可使透镜上层这些不需要复制模具微结构的部分免受加热冷却的工艺过程,从而大大减小整个透镜的残余应力,更能满足光学生产的要求。
在此基础上,研究团队的首席科学家周天丰教授提出了全电机伺服驱动精密模压成形机的设计思想,并研制开发了样机,各项性能指标均达到国际一流水平。该样机采用7台电缸作为模压机构的伺服驱动元件,相比国外气缸驱动的玻璃模压成形设备,更有利于对模压速度、模压位置与成形压力的精密控制。设备使用的工业控制系统比可编程逻辑控制器更利于对模压成形过程进行工艺调试、条件优化以及对工艺数据的导入导出。设备还对加热模块进行了进一步优化,有更宽的温度调控范围,对国内微纳光学器件制造意义重大。
随着科技的发展,微结构光学元件愈发精密化、多样化,对光学微纳阵列元件的超精密制造技术也有越来越高的要求。未来,研究团队将继续从基础理论、制造方法、表征评价体系等方面构建较为完整的玻璃微纳阵列高效超精密模压制造基础,促进以光学微结构阵列为代表的复杂微结构件的精密成形技术发展,提升微纳光学元器件的制造能力和技术水平。终有一天,基于研究团队成果的超精密光学制造技术将为人类带来更加丰富、完美的光影体验。

  • 返回顶部
  • 18938675948
  • 17198669348
  • 在线咨询
  • 微信二维码
    关注你附近
东莞市旭龙光电科技有限公司
地址:东莞市塘厦横塘社区松园街13号
全国服务热线:0769-81777329
联系人:黄小姐
电话: 18938675948 17198669348
邮箱:Julongli@163.com
版权所有© 2019 东莞市旭龙光电科技有限公司      备案号:粤ICP备19076712号          技术支持:东莞网站建设
  • 返回顶部
  • 18938675948
  • 17198669348
  • 在线咨询
  • 微信二维码
    关注你附近