[发明专利]光学玻璃非球面透镜成型制造方法及其模具

说明书

本发明提供一种可提高表面质量的光学玻璃非球面透镜成型的制造方法及其模具。光学玻璃非球面透镜成型制造方法，该方法包括以下步骤：1)将待压型玻璃加工成预形体；2)向模压机中通入惰性气体，将预形体装入模具中，通过模压机的上加热板和下加热板进行预热；3)将装有预形体的模具移至成型级，将预形体模压成非球面透镜；4)进行三级冷却至室温后取出。本发明通过设定适当的模压工艺，并搭配机械手进行模具组装、抓取预形体，提高光学玻璃非球面透镜在精密模压过程中的表面质量，提高非球面精度及表面粗糙度，减少模压后加工工序，一次成型可以制造出高精度、高品质的光学玻璃非球面透镜，实现光学玻璃非球面透镜的高效率高质量大规模生产。

技术领域

本发明属于非球面透镜制造技术领域，特别是涉及一种光学玻璃非球面透镜的成型制造方法及其模具。

背景技术

目前非球面透镜的制造方法有研磨抛光修正法、车削法、离子抛光法等。在实际生产过程中，研磨抛光修正法是直接采用接触式摩擦的方式进行研磨抛光加工，因此会在非球面透镜表面留下研磨痕迹，特别是光学玻璃因其自身的材料特性，属于软性材料，在磨抛过程中很容易发生划伤和变形，影响品质精度及生产效率；车削法需要超高精度的加工机床及金钢石刀具对透镜非球面进行加工，可达到较高精度的面型要求，主要适用于φ80mm以上的大口径非球面玻璃的加工，该技术批量一致性差，生产成本高，对光学玻璃加工也有局限性；离子抛光法主要以原子、分子级去除材料，加工精度高，但需要昂贵的真空设备和复杂的运动机构，加工成本高，并且此方法不能获得高精度抛光表面，因此对前道工序的加工要求特别高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高表面质量的光学玻璃非球面透镜成型的制造方法。

本发明还要提供一种针对上述方法的模具。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃非球面透镜成型制造方法，该方法包括以下步骤：

1)将待压型玻璃加工成预形体；

2)向模压机中通入惰性气体，将预形体装入模具中，通过模压机的上加热板和下加热板进行预热，从室温T₀加热至T_S温度，所述T_S温度是指：在玻璃材料的弛垂温度上再加5-45℃；

3)将装有预形体的模具移至成型级，模具的上模仁和下模仁在模压机的上加热板和下加热板的加热作用下，保持在设定温度，通过对上加热板施加压力P且保压维持一段时间t₁，将预形体模压成非球面透镜；

4)在上加热板和下加热板的作用下，保持模具温度T₁，并维持一段时间t₂，进行一级冷却，所述温度T₁是玻璃的转变温度Tg以上8-35℃；将温度降至T₂，并维持一段时间t₃，进行二级冷却，所述温度T₂是玻璃的转变温度T_g以下5-20℃；再通过水冷自然冷却至室温后取出。

进一步的，步骤1)所述预形体上设置有排气通道，所述预形体的体积波动范围在V₀±0.01％以内。

进一步的，步骤2)所述的T_S温度是指：在玻璃材料的弛垂温度上再加10-35℃。

进一步的，步骤2)所述的预热采用三级预热，每级预热温差呈递减趋势，每级温差最大差值在30-140℃，优选最大差值在50-90℃；或采用四级预热，每级温差呈递减趋势，最大差值在20-100℃，优选最大差值在20-50℃；或采用五级预热，每级温差呈递减趋势，最大差值在5-60℃，优选最大差值在5-20℃。

更进一步的，所述预热的每级保温时间小于300S，优选每级保温时间为30-200S。