[發明專利]光學玻璃非球面透鏡成型制造方法及其模具

有效

• 申請號: 201811114324.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109250895B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王永康;李松;胡琨;張鳳;唐亞軍
• 申請（專利權）人: 成都光明南方光學科技有限責任公司
• 主分類號: C03B23/00
• 分類號: C03B23/00
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 蒲敏

本發明提供一種可提高表面質量的光學玻璃非球面透鏡成型的制造方法及其模具。光學玻璃非球面透鏡成型制造方法，該方法包括以下步驟：1)將待壓型玻璃加工成預形體；2)向模壓機中通入惰性氣體，將預形體裝入模具中，通過模壓機的上加熱板和下加熱板進行預熱；3)將裝有預形體的模具移至成型級，將預形體模壓成非球面透鏡；4)進行三級冷卻至室溫后取出。本發明通過設定適當的模壓工藝，并搭配機械手進行模具組裝、抓取預形體，提高光學玻璃非球面透鏡在精密模壓過程中的表面質量，提高非球面精度及表面粗糙度，減少模壓后加工工序，一次成型可以制造出高精度、高品質的光學玻璃非球面透鏡，實現光學玻璃非球面透鏡的高效率高質量大規模生產。

技術領域

本發明屬于非球面透鏡制造技術領域，特別是涉及一種光學玻璃非球面透鏡的成型制造方法及其模具。

背景技術

目前非球面透鏡的制造方法有研磨拋光修正法、車削法、離子拋光法等。在實際生產過程中，研磨拋光修正法是直接采用接觸式摩擦的方式進行研磨拋光加工，因此會在非球面透鏡表面留下研磨痕跡，特別是光學玻璃因其自身的材料特性，屬于軟性材料，在磨拋過程中很容易發生劃傷和變形，影響品質精度及生產效率；車削法需要超高精度的加工機床及金鋼石刀具對透鏡非球面進行加工，可達到較高精度的面型要求，主要適用于φ80mm以上的大口徑非球面玻璃的加工，該技術批量一致性差，生產成本高，對光學玻璃加工也有局限性；離子拋光法主要以原子、分子級去除材料，加工精度高，但需要昂貴的真空設備和復雜的運動機構，加工成本高，并且此方法不能獲得高精度拋光表面，因此對前道工序的加工要求特別高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可提高表面質量的光學玻璃非球面透鏡成型的制造方法。

本發明還要提供一種針對上述方法的模具。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：光學玻璃非球面透鏡成型制造方法，該方法包括以下步驟：

1)將待壓型玻璃加工成預形體；

2)向模壓機中通入惰性氣體，將預形體裝入模具中，通過模壓機的上加熱板和下加熱板進行預熱，從室溫T₀加熱至T_S溫度，所述T_S溫度是指：在玻璃材料的弛垂溫度上再加5-45℃；

3)將裝有預形體的模具移至成型級，模具的上模仁和下模仁在模壓機的上加熱板和下加熱板的加熱作用下，保持在設定溫度，通過對上加熱板施加壓力P且保壓維持一段時間t₁，將預形體模壓成非球面透鏡；

4)在上加熱板和下加熱板的作用下，保持模具溫度T₁，并維持一段時間t₂，進行一級冷卻，所述溫度T₁是玻璃的轉變溫度Tg以上8-35℃；將溫度降至T₂，并維持一段時間t₃，進行二級冷卻，所述溫度T₂是玻璃的轉變溫度T_g以下5-20℃；再通過水冷自然冷卻至室溫后取出。

進一步的，步驟1)所述預形體上設置有排氣通道，所述預形體的體積波動范圍在V₀±0.01％以內。

進一步的，步驟2)所述的T_S溫度是指：在玻璃材料的弛垂溫度上再加10-35℃。

進一步的，步驟2)所述的預熱采用三級預熱，每級預熱溫差呈遞減趨勢，每級溫差最大差值在30-140℃，優選最大差值在50-90℃；或采用四級預熱，每級溫差呈遞減趨勢，最大差值在20-100℃，優選最大差值在20-50℃；或采用五級預熱，每級溫差呈遞減趨勢，最大差值在5-60℃，優選最大差值在5-20℃。

更進一步的，所述預熱的每級保溫時間小于300S，優選每級保溫時間為30-200S。