Der Formungsprozess optischer Rohlinge steht in direktem Zusammenhang mit der Schmelztechnologie für optisches Glas und der Technologie der optischen Verarbeitung. Daher muss man sie als ein allgemeines System betrachten.
Seit der Entwicklung von optischem Glas besteht die Herstellung von Rohlingen für Glasteile (Linsen, Prismen) im Allgemeinen darin, ein gutes Stück Glasmaterial zu schmelzen, es zu erweichen, es in eine Metallform zu pressen und es dann durch Grobschleifen, Feinschleifen, Polieren und Fertigstellen zu erhalten. Diese Methode wurde nach dem Aufkommen der kontinuierlichen Schmelztechnologie für optisches Glas in den 1970er Jahren als Hilfsmethode verwendet.
Seit den 1970er Jahren haben Japans führende Fabriken für optisches Glas die modernsten Produktionstechnologien übernommen. Dabei werden drei Produktionsschritte (drei Stufen) durchlaufen: direktes Elektroschmelzen, Formen, direktes Präzisionsglühen sowie kontinuierliches Schmelzen und die Formgebung mit auslaufendem Material im Tiegel. Diese Verfahren werden auch als „Pressen“ bezeichnet. Bei dieser fortschrittlichen Formgebungstechnologie wird das Glas direkt zu optischen Rohlingen gepresst, wodurch die Produktionstechnologie der sekundären Formgebung erheblich vereinfacht wird. Arbeitskräfte und Ausrüstung werden gespart, der Energieverbrauch gesenkt und die Rohstoffausnutzung verbessert. Bei den drei Stufen des optischen Glases im japanischen Valley benötigt das klassische Verfahren zum Schmelzen im Tontiegelofen 170 Tage, während das Gießen im Platintiegel den Produktionszyklus von 34 Tagen auf drei Produktionszyklen verkürzt. Die Ausbeute stieg von höchstens 40 % im klassischen Verfahren auf über 90 %.
Das Pressverfahren für optisches Glas wird auch als nicht abrasives Pressverfahren bezeichnet, was bedeutet, dass die durch das Pressverfahren hergestellten optischen Elemente kein Schleifen, Polieren, Schleifen von Kanten, Mitten und andere optische Bearbeitungen benötigen und direkt in das optische Instrument eingebaut werden. Die Anforderungen an die Oberflächengüte und Maßgenauigkeit von Formteilen aus optischem Glas sind ziemlich hoch. Normalerweise wird die Oberflächengüte und Maßgenauigkeit des optischen Elements mit einem optischen Endmaß gemessen, um seine Qualität zu messen und die Anzahl der erzeugten Interferenzstreifen zu messen. Bei Linsen für Kamerasysteme muss der Radius der Newton-Ringe durch die Linse normalerweise kleiner als 6 sein, und die Anzahl der Newton-Ringe durch zwei senkrecht aufeinander stehende Radien darf nicht größer als 3 sein. Je kleiner die Anzahl der Newton-Ringe, desto höher ist die Qualität der Linse.
Beim Präzisionspressen wird erhitztes und erweichtes Glas in eine durch ein Inertgas wie Stickstoff 2 geschützte Form gegeben, die eine hohe Oberflächengüte und Maßgenauigkeit auf der Innenseite aufweist. Das an der Innenfläche befestigte Material sollte eine hohe Härte, gute Oxidationsbeständigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, darf bei hohen Temperaturen nicht mit Glas verbunden werden, hat eine gute Schlagzähigkeit und Analysefestigkeit und darf nicht durch Gas, Wasserdampf und Flüssigkeiten beschädigt werden. Die Materialien, die die oben genannten Anforderungen erfüllen, sind Glaskohlenstoff, Siliziumkarbid und Siliziumnitrid. Im Vergleich zu den beiden letztgenannten ist Glaskohlenstoff jedoch locker und leicht zu oxidieren, leicht zu verkratzen und hat einen geringen Elastizitätsmodul. Geringe Schlagzähigkeit und Analysefestigkeit, schlechte Wärmeleitfähigkeit. Laut ausländischen Patentberichten wurde Anfang der 1970er Jahre Glaskohlenstoff auf der Innenfläche der Form verwendet, während in Patenten, die Mitte der 1970er Jahre erteilt wurden, Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid verwendet wurden. Die Methoden zum Befestigen der beiden Materialien an der Innenfläche der Form umfassen (1) Heißdruck, (2) Ionenspritzbeschichtung und (3) Gas Abscheidung. Die Dicke der Fixierungsschicht beträgt mindestens 1 μm. Die Struktur dieser Art von Form ist recht komplex. Nachdem das Glas gepresst ist, kann die Form nicht sofort entfernt werden, und die Glastemperatur muss unter die Übergangstemperatur gesenkt werden, bevor sie entfernt werden kann. Durch Präzisionspressen können die optischen Teile der Kugel, asphärische Oberfläche und andere komplexe Formen unterdrückt werden. Mitte der 1980er Jahre wurde bei der Herstellung von optischem Glas eine Präzisionslinse aus zwei Teilen geformt, mit einer Glasoberflächenbearbeitungspräzision von Y/10, einer Dicke- und Durchmessertoleranz von 10 μm, einem Keilwinkel von weniger als 10-3 mil, einer Doppelbrechung pro cm von weniger als 10 und einer Y/Brechungsindex-Gleichmäßigkeit von 10-6. Präzisionsformgebung für Präzisionslinsen wurde in Japan, Deutschland und anderen Ländern übernommen.
Die Produktion von optischem Glas hat den Entwicklungsprozess von Klumpenmaterial, Sekundärpressmaterial und Direktflüssigkeitspressmaterial durchlaufen. Derzeit ist Klumpenmaterial die Hauptlieferform der optischen Glasproduktion in China. Angesichts des wirtschaftlichen Nutzens für die gesamte optische Industrie ist es dringend erforderlich, die Produktion von Typmaterialien zu entwickeln. Basierend auf dem aktuellen Stand der chinesischen Produktionstechnologie für optisches Glas und den tatsächlichen Marktbedürfnissen sollten wir zunächst die Sekundärdruckproduktion gut vorantreiben und bei der Verbesserung der Sekundärdruckproduktion auf eine gute Materialvorbereitung achten. Formtrennmittel, Antihaftbeschichtung von Glas auf Porzellanbehältermaterialien und mechanische Bearbeitung. 2. Die wichtigsten technologischen Probleme, wie Automatisierung, Direktflüssigkeitsdruck und Sekundärdruck, sind aufgrund ihrer offensichtlichen technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen der einzige Weg für die zukünftige Produktion von optischem Glas. Ausgehend von den tatsächlichen Bedürfnissen der aktuellen optischen Industrie in China und gleichzeitig im Hinblick auf die internationalen Entwicklungstrends der optischen Glasproduktionstechnologie ist es jedoch wichtig, der Entwicklung von Direktflüssigkeitsdruckverfahren besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Die Entwicklung vieler Sorten und Kleinserien von Direktpressen in vielen Spezifikationen in unserem Land ist wichtig, um die Lösung für eine gute Direktformung von optischem Glas in Kleinserien zu finden. Zuerst muss die Technologie zum Schmelzen von optischem Glas in kleinen Chargen gelöst und der entsprechende Wannenofen zum Schmelzen von optischem Glas entwickelt werden. Während die Sekundärdruck- und Direktflüssigkeitsdruck-Technologie entwickelt und verbessert wird, muss die Forschung und Prüfung der Präzisionsdruck-Technologie aktiv durchgeführt werden, damit die chinesische Technologie für optisches Glas mit dem fortschrittlichsten Niveau der Welt so schnell wie möglich gleichziehen kann.
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