[发明专利]双门卧式结构光学镜面真空数控增材设备

说明书

本发明公开了双门卧式结构光学镜面真空数控增材设备，包括真空工作室，真空工作室内设有可三维移动的磁控溅射阴极，真空工作室采用卧式结构，双门侧开，一面大门用于三维移动机构的安装维护，另一面大门设有用于镜片移动装置。该系统光学元件垂直放置，可避免光学镜面真空增材制造过程中灰尘落于光学镜面表面而影响成材质量，同时可避免灰尘沉积于磁控溅射阴极而形成的打火放电问题。

技术领域

本发明涉及光学镜面增材技术，尤其涉及双门卧式结构的光学镜面增材设备。

背景技术

光学镜面真空增材工艺是保证如铝、铍、碳纤维、碳化硅等不同物理性能的材料可以用于光学镜面的一种新技术，这些材料因自身特性如导热性、比刚度等适用于有特殊需求的环境，但材料自身不适合直接抛光，需在其表面生长一层适合光学抛光的薄膜，该过程即为光学镜面增材技术。光学镜面的真空增材方式可以最大限度确保生长材料的纯度和物理性能，从而具有最佳的抛光效果。

由于真空镜面增材技术相对复杂，并且成本相对较高，国内开展研究的单位和公司比较少，结构为磁控溅射阴极系统在上，光学镜面位于其下或光学镜面在上，磁控溅射阴极系统位于其上的上下结构。该两种结构设计在增材过程中易发生因污染物导致的各种问题。因此，急需双门卧式结构的光学镜面增材设备解决以上问题

发明内容

本发明的目的在于提供双门卧式结构光学镜面真空数控增材设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：双门卧式结构光学镜面真空数控增材设备，包括真空工作室，真空工作室内设有三维移动的磁控溅射阴极系统，真空工作室采用卧式结构，双门侧开，左侧大门用于三维移动机构的安装维护，右侧大门设有用于镜片移动装置；所述镜片移动装置包括镜面烘烤系统、镜面翻转系统、镜面旋转系统与镜面装夹定位系统；所述烘烤系统位于镜面翻转系统的一侧，所述镜面旋转系统安装在右侧大门的一侧，所述镜面装夹定位系统安装在右侧大门的的另一侧。

进一步地，所述镜面烘烤系统可以对整个镜面进行升温烘烤，通过对烘烤系统的设计，采用包围与反射热量的方式，温升主要控制在镜面范围。

进一步地，所述镜面翻转系统，装夹镜面时可以翻转至水平位置，且有锁定结构进行位置锁定，方便镜面的安装操作。

进一步地，所述镜面旋转系统，旋转系统传动电机位于一侧大门外部，通过磁流体密封轴连接至镜面装夹定位系统，装夹完成的镜面在真空、加热烘烤时可进行旋转，确保烘烤温度分布均匀。

进一步地，所述镜面装夹定位系统，安装平板上的径向沟槽用于固定镜面，径向方向的长度刻度用于镜面的定位；所述磁控溅射阴极系统安装于真空工作室中部，磁控溅射阴极系统可上下、左右、前后移动，并设有位置限位保护。

进一步地，所述磁控溅射阴极系统系统采用中频孪生溅射源或直流磁控溅射源，备有预溅射系统与反溅射系统，用于靶材的预溅射与镜面的轰击清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.采用了双门卧式结构，三维移动的磁控溅射阴极安装于卧式真空工作室内，双门侧开，左侧大门用于三维移动机构的安装维护，右侧大门设有用于镜片移动装置；

2.该系统可避免光学镜面真空增材制造过程中形成的材料灰尘落于光学镜面表面而影响成材质量，同时可避免材料灰尘沉积于磁控溅射阴极而形成的打火放电问题；

3.该装置结构简单，操控方便，便于通过电气元件实现自动化控制，进而提高真空增材系统的可操作性和方便性；该装置实用性强，对人工操作要求低，可提高真空增材系统对大口径光学零件的加工效率。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的真空工作室内部结构示意图。