1 成型方法

  玻璃透鏡之所以能夠精密模壓成型，主要是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)了與軟化的玻璃不發(fā)生粘連的模具材料。

  原來(lái)的玻璃透鏡模壓成型法，是將熔融狀態(tài)的光學(xué)玻璃毛坯倒入高于玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)50℃以上的低溫模具中加壓成形。這種方法不僅容易發(fā)生玻璃粘連在模具的模面上，而且產(chǎn)品還容易產(chǎn)生氣孔和冷模痕跡（皺{TodayHot}紋），不易獲得理想的形狀和面形精度。后來(lái)，采用特殊材料精密加工成的壓型模具，在無(wú)氧化氣氛的環(huán)境中，將玻璃和模具一起加熱升溫至玻璃的軟化點(diǎn)附近，在玻璃和模具大致處于相同溫度條件下，利用模具對(duì)玻璃施壓。接下來(lái)，在保持所施壓力的狀態(tài)下，一邊冷卻模具，使其溫度降至玻璃的轉(zhuǎn)化點(diǎn)以下（玻璃的軟化點(diǎn)時(shí)的玻璃粘度約為107。6泊，玻璃的轉(zhuǎn)化點(diǎn)時(shí)的玻璃粘度約為1013。4泊）。這種將玻璃與模具一起實(shí)施等溫加壓的辦法叫等溫加壓法，是一種比較容易獲得高精度，即容易精密地將模具形狀表面復(fù)制下來(lái)的方法。這種玻璃光學(xué)零件的制造方法缺點(diǎn)是：加熱升溫、冷卻降溫都需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因此生產(chǎn)速度很慢。

  為了解決這個(gè)問(wèn)題，于是對(duì)此方法進(jìn)行了卓有成效的改進(jìn)，即在一個(gè)模壓裝置中使用數(shù)個(gè)模具，以提高生產(chǎn)效率。然而非球面模具的造價(jià)很高，采用多個(gè)模具勢(shì)必造成成本過(guò)高。針對(duì)這種情況，進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)出與原來(lái)的透鏡毛坯成型條件比較相近一點(diǎn)的非等溫加壓法，借以提高每一個(gè)模具的生產(chǎn)速度和模具的使用壽命。另外，還有人正在研究開(kāi)發(fā)把由熔融爐中流出來(lái)的玻璃直接精密成型的方法。

  2 玻璃的種類和毛坯 {HotTag}

  玻璃毛坯與模壓成型品的質(zhì)量有直接的關(guān)系。按道理，大部分的光學(xué)玻璃都可用來(lái)模壓成成型品。但是，軟化點(diǎn)高的玻璃，由于成型溫度高，與模具稍微有些反應(yīng)，致使模具的使用壽命很短。所以，從模具材料容易選擇、模具的使用壽命能夠延長(zhǎng)的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)開(kāi)發(fā)適合低溫（600℃左右）條件下模壓成型的玻璃。然而，開(kāi)發(fā)的適合低溫模壓成型的玻璃必需符合能夠廉價(jià)地制造毛坯和不含有污染環(huán)境的物質(zhì)（如PbO、As2O3）的要求。對(duì)模壓成型使用的玻璃毛坯是有要求的：

光學(xué)玻璃透鏡模壓成型技術(shù)

  ① 壓型前毛坯的表面一定要保持十分光滑和清潔；

  ②呈適當(dāng)?shù)膸缀涡螤睿?/p>

  ③有所需要的容量。毛坯一般都選用球形、圓餅形或球面形狀，采用冷研磨成型或熱壓成型。

  3模具材料與模具加工

  模具材料需要具備如下特征：

  ① 表面無(wú)疵病，能夠研磨成無(wú)氣孔、光滑的光學(xué)鏡面；

  ② 在高溫環(huán)境條件下具有很高的耐氧化性能，而且結(jié)構(gòu)等不發(fā)生變化，表面質(zhì)量穩(wěn)定，面形精度和光潔度保持不變；

  ③ 不與玻璃起反應(yīng)、發(fā)生粘連現(xiàn)象，脫模性能好；

  ④在高溫條件下具有很高的硬度和強(qiáng)度等。

  現(xiàn)在已有不少有關(guān)開(kāi)發(fā)模具材料的專利，最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基體，表面鍍有貴金屬合金和氮化鈦等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基體，表面鍍有硬質(zhì)碳、金剛石狀碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。

  玻璃透鏡壓型用的模具材料，一般都是硬脆材料，要想把這些模具材料精密加工成模具，必需使用高剛性的、分辨率能達(dá)到0.01μm以下的高分辨率超精密計(jì)算機(jī)數(shù)字控制加工機(jī)床，用金剛石磨輪進(jìn)行磨削加工。磨削加工可獲得所期盼的形狀精度，但然后還需再稍加拋光精加工成光學(xué)鏡面才行。在進(jìn)行高精度的非球面加工中，非球面面形的測(cè)試與評(píng)價(jià)技術(shù)是非常重要的。對(duì)微型透鏡壓型用模的加工，要求更加嚴(yán)格，必需進(jìn)一步提高精度和減輕磨削的痕跡。