非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法与流程

allin2026-08-10  21


本发明属于镀膜加工,特别是涉及一种用于非球面玻璃透镜精密模压的模具的镀膜方法。


背景技术:

1、玻璃精密模压通过具有回转对称的非球光学表面的超硬模具来生产非球面玻璃透镜,为了避免模具与光学玻璃的粘连,需在模具表面镀制保护薄膜,通过保护薄膜起到防粘连、润滑和导热的作用。薄膜通常采用兼顾硬度、化学稳定性、润滑和导热性能的材料,这类材料在确定结构的情况下具有随镀膜厚度增加而上升的内应力。

2、由于非球面玻璃光学表面各点曲率数值的不同,没有加装旋转、摆动机构的镀膜装置镀制的薄膜呈现非球面上薄膜中间厚、边缘薄的状态,中间较厚的薄膜存在比较大的残余应力,稍微施加模压压力就会导致薄膜破裂。为了解决此问题,通过将薄膜镀制设备加装镀膜盘以及工件的公自转和摆动,使得镀制更加均匀的薄膜,以保证薄膜的使用寿命。但在实际应用中,这种均匀薄膜在失效过程中出现非均匀变化,例如对于某些非球面结构,薄膜主要在腰部发生失效,而对于另外一些非球面结构,薄膜失效部位发生在中心位置。这种非均匀失效问题与非球面的面型公式系数有关,非均匀变化位置随着面型公式和模具尺寸的变化而变化。

3、薄膜非均匀变化的结果是模压后薄膜的局部损坏,导致缺陷转写到非球面玻璃透镜上。这种局部损坏是突发性的,缩短了薄膜的使用寿命,严重影响生产。局部破坏的薄膜不得不完全脱膜后进行重新镀膜,脱膜过程对模具本身也会造成影响,甚至导致模具二次加工甚至报废,整体上造成浪费。因此,需要镀制特殊厚度分布的薄膜来改善使用效果。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种提高薄膜使用效果的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是:非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,该方法包括以下步骤:

3、1)建立模具压型应力和非球面位置关系,带入计算机进行模拟得到模具模压应力分布和最大应力位置;

4、2)设计镀膜工艺,镀制不同厚度的薄膜,然后测试薄膜内应力,得到镀膜厚度和内应力的散点关系,通过拟合得到有关常量,建立内应力与镀膜厚度的函数关系;

5、3)根据模具模压应力分布、最大应力位置和内应力与镀膜厚度的函数关系,建立在某一非球面关系下的理论镀膜厚度,根据理论镀膜厚度分拆为多个膜料束流分布;

6、4)通过调控镀膜靶材起弧形成膜料束流的实际形状和沉积分布,镀制符合薄膜厚度分布的薄膜膜层。

7、进一步的,所述膜料束流的形状和沉积分布通过源形态、源与模具位置关系、修正挡板构造或磁约束控制,励磁线圈造型控制膜料束流形状,励磁电流控制分布状态。

8、进一步的,所述分布状态根据设置的不同呈现出余弦分布、高斯分布或其他分布形态。

9、进一步的,所述步骤4)通过膜料束流点位分布形状和停留时间拟合出要求的整体镀膜厚度。

10、进一步的,所述步骤3)根据已得到的模具压型应力分布和薄膜内应力和薄膜厚度关系代入公式:计算得出模具不同非球面位置的理论镀膜厚度,将理论镀膜厚度输入图形拟合软件,按高斯形态分峰拟合分拆出所需的镀膜束流数量和分布。

11、进一步的,所述步骤4)通过控制磁场调整束流半高宽,保持源与模具的位置关系下左右移动源使束流沉积在模具的不同位置,在模具设置不同镀膜位置的镀膜停留时间来控制沉积量;然后镀制符合薄膜厚度分布的实际镀膜厚度的薄膜膜层。

12、本发明的有益效果是:通过建立应力与膜层性能的关系,镀制基于非球面变化的保护薄膜,强化外部应力集中区的薄膜性能,改善在模压过程中薄膜的非均匀变化,使得保护薄膜在模压过程受到的作用和影响是均匀的,从而提高薄膜使用效果。



技术特征:

1.非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,所述膜料束流的形状和沉积分布通过源形态、源与模具位置关系、修正挡板构造或磁约束控制,励磁线圈造型控制膜料束流形状,励磁电流控制分布状态。

3.如权利要求2所述的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,所述分布状态根据设置的不同呈现出余弦分布、高斯分布或其他分布形态。

4.如权利要求1所述的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,所述步骤4)通过膜料束流点位分布形状和停留时间拟合出要求的整体镀膜厚度。

5.如权利要求1所述的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,所述步骤3)根据已得到的模具压型应力分布和薄膜内应力和薄膜厚度关系代入公式(11),计算得出模具不同非球面位置的理论镀膜厚度,将理论镀膜厚度输入图形拟合软件,按高斯形态分峰拟合分拆出所需的镀膜束流数量和分布,

6.如权利要求1所述的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,其特征在于,所述步骤4)通过控制磁场调整束流半高宽,保持源与模具的位置关系下左右移动源使束流沉积在模具的不同位置,在模具设置不同镀膜位置的镀膜停留时间来控制沉积量;然后镀制符合薄膜厚度分布的实际镀膜厚度的薄膜膜层。


技术总结
本发明提供一种提高薄膜使用效果的非球面玻璃透镜精密模压模具的镀膜方法,该方法包括以下步骤:建立模具压型应力和非球面位置关系,模拟得到模具模压应力分布和最大应力位置;建立内应力与镀膜厚度的函数关系;建立在某一非球面关系下的理论镀膜厚度,根据理论镀膜厚度分拆为多个膜料束流分布;通过调控镀膜靶材起弧形成膜料束流的实际形状和沉积分布,镀制符合薄膜厚度分布的薄膜膜层。本发明通过建立应力与膜层性能的关系,镀制基于非球面变化的保护薄膜,强化外部应力集中区的薄膜性能,改善在模压过程中薄膜的非均匀变化,使得保护薄膜在模压过程受到的作用和影响是均匀的,从而提高薄膜使用效果。

技术研发人员:向青云,杜重洋,王永康,李松
受保护的技术使用者:成都光明南方光学科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-30146.html

最新回复(0)