[发明专利]光机一体化反射镜组件及其制造方法

权利要求书

1.一种光机一体化反射镜组件的制造方法，其特征在于，所述光机一体化反射镜组件，包括反射镜镜面、反射镜基体和反射镜背板，所述反射镜基体对置的两侧分别加工有所述反射镜镜面和所述反射镜背板，所述反射镜背板上设置有多个第一安装耳，其特征在于，所述反射镜镜面、所述反射镜基体和所述反射镜背板一体化设计，所述反射镜背板由多个呈放射状向心分布的镂空支撑骨架构成，相邻的两个所述支撑骨架的延伸端通过连接板相互连接；

镂空的形状设计为三角形或梯形使得支撑骨架承受轴向拉力或压力；

所述反射镜基体、所述支撑骨架以及连接板中的任一个或多个的内部结构为网状微尺支撑结构；

所述网状微尺支撑结构为蜂窝状结构或是泰森多边形结构；

所述反射镜镜面、所述反射镜基体和所述反射镜背板的中心处均贯穿设有同轴的中心孔，所述反射镜背板的中心孔周侧设置有圆环支撑部，所述多个支撑骨架的向心端连接在所述圆环支撑部外周；

所述反射镜基体和所述反射镜背板之间设置有隔离槽，以用于实现隔热和加长传力路径；

所述光机一体化反射镜组件的制造方法，包括以下步骤：

S1、通过仿真分析和工程实验设计得到所述光机一体化反射镜组件的反射镜镜面的厚度，并通过光学设计得到所述反射镜镜面的镜面曲率和反射镜半口径；

S2、通过拓扑优化方法对所述光机一体化反射镜组件的反射镜基体和反射镜背板进行设计；

S3、在所述反射镜背板拓扑优化结果的基础上，基于桁架理念对所述反射镜背板的所述支撑骨架进行镂空设计；以及

S4、沿所述光机一体化反射镜组件的轴向对其进行增材制造，加工形成所述反射镜镜面、所述反射镜基体以及所述反射镜背板的一体化结构；

所述S2包括步骤：

S21、设置边界条件，将所述光机一体化反射镜组件外周的对外连接孔进行六个自由度全约束；

S22、对所述反射镜基体与反射镜背板体积分数进行约束，根据实际需要设置体积分数上下限；

S23、以所述光机一体化反射镜组件整体应变能为优化目标展开优化设计；

S24、根据仿真所述优化结果确定所述反射镜基体与所述反射镜背板填充形状的尺寸和数量。

2.根据权利要求1所述的光机一体化反射镜组件的制造方法，其特征在于，所述支撑骨架与对应的所述连接板的连接处加工形成有第一安装耳，所述圆环支撑部的外周均布设有多个第二安装耳。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的光机一体化反射镜组件的制造方法，其特征在于，所述反射镜基体周侧开设有排粉孔。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的光机一体化反射镜组件的制造方法，其特征在于，所述光机一体化反射镜组件的材料为铝合金。

5.根据权利要求1所述的光机一体化反射镜组件的制造方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、对所述反射镜组件进行消应力和热等静压处理，获取致密性均匀结构；

S6、对所述反射镜组件进行安装基面机加处理，获取良好基准平面；

S7、对所述反射镜组件光学表面进行改性处理；

S8、对所述反射镜组件光学表面进行单点金刚石车削加工；

S9、根据最终使用过程对面形精度要求，对所述反射镜组件进行可选性抛光；

S10、根据系统使用波段及能量集中度指标要求，对所述反射镜组件进行光学镀膜。