Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
433
меризации. Формы для полимеризации обычно изготовляют из стекла и металла, причем формующие поверхности должны иметь параметр шероховатости не менее Rz = 0,05 мкм, погрешность формы N =1, AN = 0,3. Так как при полимеризации происходит значительная усадка объема, между половинами формы помещают эластичные прокладки. Полимеризацией в форме изготовляют контактные линзы, линзовые растры, зеркала. Наиболее широко она применяется для изготовления очковых линз из ДЭГБАК.
Механическую обработку блочных полимеров применяют в мелкосерийном производстве, когда использование дорогостоящего прессового или литьевого оборудования экономически нецелесообразно. Оптическое шлифование и полирование полимеров затруднительно из-за низкого модуля упругости, плохой теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения. Оптическое полирование ПММА осуществляется на смоляном полировальнике (lg г| = 7,5 -8,0) оксидом хрома или алмазным порошком ACM 1/0 с добавкой глицерина. Точность обрабатываемых поверхностей деталей после полирования может достигать пяти-шести интерференционных колец, шероховатость Rz = 0,032 0,080. Крупногабаритные оптичес-
кие детали изготовляют только механической обработкой.
Из специальных способов изготовления оптических деталей с применением полимеров следует отметить получение копий оптических поверхностей на стеклянных или других жестких подложках [7.77]. Сущность метода заключается в заполнении пространства между подложкой и оригиналом полимеризующимся олигомером или форполимером, толщина слоя которого по всей поверхности одинакова. После полимеризации подложку со слоем полимера, на котором остается отпечаток оригинала, отделяют от оригинала. Для более легкого разделения на поверхность оригинала наносят разделительный слой. Для изготовления копий применяют полиэфирные и эпоксидные композиции, обладающие следующими свойствами: малой усадкой, хорошей адгезией к подложке и отражающему слою (в случае изготовления отражающей копии), способностью полимеризоваться при температуре 20-40 °С или под действием УФ-излучения, стабильностью свойств во времени, вла-гоустойчивостью, стойкостью к перепаду температур в пределах 60 °С. Эпоксидные смолы полимеризуются с меньшей усадкой (2-6 %), чем полиэфирные (6-10 %). Таким способом получают копии дифракционных решеток, киноформных элементов, асферических деталей, изготавливают растры и уголковые отражатели.
Для получения асферических оптических деталей применяется также метод нанесения асферизующего слоя на сферическую заготовку [7.99]. В этом случае возможно сочетание достоинств стекла как оптического материала и сведение к минимуму недостатков полимера, поскольку асферизующий слой имеет относительно малую толщину — до 300 мкм.
Метод состоит в следующем: на стеклянную заготовку с радиусом ближайшей сферы наносится фотополимеризующаяся компо-
434
зиция расчетного объема и распределяется в пространстве между поверхностью заготовки и поверхностью кварцевой матрицы с заданным асферическим профилем. Композиция по радиусу детали имеет разную толщину, поэтому полимеризация должна идти с разной скоростью на разных участках детали. Отверждение композиции происходит под действием УФ-излучения, проходящего через кварцевую матрицу, при этом с помощью вращающейся маски создается необходимое распределение излучения по радиусу детали. Поскольку композиция имеет усадку, в процессе отверждения расстояние между матрицей и деталью меняется по заданному закону. Полное время изготовления одной копии — от 15 до 60 мин. После разделения получается комбинированная деталь, состоящая из стеклянной подложки с полимерным асферизующим слоем. На полимерный слой наносится защитно-просветляющее покрытие.
В качестве полимеризующегося слоя используются фотополи-меризующиеся композиции на основе олигоэфиракрилатов и эпоксидных смол с показателями преломления от 1,54 до 1,59 и объемной усадкой 4—6 % . При использовании этого метода точность отформованной поверхности составляет N = 1 + 2, АN = 0,2 + 0,5 для сферических поверхностей и 0,5-2,0 угл. мин для асферической оптики.
До сих пор не существует единого мнения о методике оценки оптического качества полимерных деталей.
Ввиду невысокого качества изготовления поверхностей подавляющего большинства полимерных деталей (N > 20; AN > 2) контроль качества изготовления полимерной оптики целесообразно проводить методами, позволяющими оценить качество оптического изображения. Пластины и линзы следует контролировать в проходящем свете на коллиматорной установке (например, типа оптической скамьи ОСК-2) по качеству дифракционного изображения точки или по разрешению миры. Качество изготовления зеркал можно контролировать методом автоколлимации сравнением контролируемой и образцовой поверхностей. Проверка качества изготовления поверхностей и определение геометрических параметров деталей (фокусного расстояния, толщины, радиуса кривизны) должны проводиться при отладке технологического процесса. Высокая производительность способов переработки полимерных материалов требует специальных методов контроля качества полимерной оптики, позволяющих быстро и надежно определить, протекает ли процесс в допустимых границах или нуждается в корректировании. Такие методы основаны на контроле одного или нескольких наиболее важных оптических параметров, по которым определяют качество изготовляемой детали. При изготовлении полимерных линз за контрольные параметры принимают их фокусное расстояние и разрешающую способность.
