一種用于小直徑非球面 CCP 拋光的新概念,稱為Pea Puffer非球面,能夠生成那些對于大多數(shù) CCP 拋光方法來說孔徑太小的非球面。Pea Puffer方法能夠在工業(yè)中以高質(zhì)量和低成本制造小型非球面,并已數(shù)字化集成到 PanDao 軟件中。 %SwN/rna 1. 從光學設(shè)計到光學制造 ZwV`} 2{ 在這個創(chuàng)新的黃金時代,全球制造商面臨的無處不在的挑戰(zhàn)是如何應(yīng)對供應(yīng)鏈對日益獨特和專業(yè)技術(shù)要求的需求。具有諷刺意味的是,我們在工業(yè)制造業(yè)的世界里又轉(zhuǎn)了一個圈,因為曾經(jīng)的革命性概念“現(xiàn)成的”已經(jīng)被技術(shù)所取代,即以消費者的價格精心制作、定制的成品。數(shù)字世界告訴我們,我們可以“擁有一切”,制造商不得不學習“優(yōu)化制造鏈”的新語言。誰學得快,誰就能贏得市場。 wClX3l>y 2. PanDao p;GT[Ds^ 一個名為PanDao的瑞士項目掌握了360光學制造技術(shù)的數(shù)字化,實現(xiàn)了整個制造鏈的建模[1,2,3]。通過光學設(shè)計軟件工具(如Opticstudio[4]或CodeV[5])的軟件接口導(dǎo)入鏡片數(shù)據(jù)后,PanDao以最小的風險和成本確定最佳的光學制造鏈。從注射成型到磁流變精加工(MRF),從精密玻璃成型(pgm)到單點金剛石車削(SPDT), 360種不同的光學制造技術(shù)中的每一種都有自己特定的程序和技巧。以下,將報告其中兩個專業(yè)的PanDao數(shù)字化流程:(a)非球面拋光和(b) Pea Puffer拋光程序。 lE8M.ho\ 3. 非球面拋光 :`9hgd/9 非球面拋光通常應(yīng)用于與球面偏差較小的最合適的球面。傳統(tǒng)上,非球面是CNC點接觸地面,然后進行亞孔徑CCP拋光(計算機控制拋光[6])。對于特定公差和透鏡參數(shù)組合,例如,對于小非球面(到最佳擬合包絡(luò)球面的距離),首先生成包絡(luò)最佳擬合球面,然后僅對最終非球面使用CCP拋光是有利的。圖1顯示了PanDao的分析結(jié)果,比較了標準非球面的產(chǎn)生與應(yīng)用非球面拋光的制造鏈。 Tk^J#};N
2f%G`4/p 圖1.通過(a)直接非球面制造(左)和(b)對最適合的包絡(luò)球面進行非球面拋光(右),生成非球面(N-BK7, 3/2(1),直徑80 mm,非球面6 um)。非球面拋光鏈比直接非球面制造鏈每個透鏡便宜13歐元,并且對非球面生成機器的容量要求更低。
4. Pea Puffer非球面拋光 g"60{ 在其他非球面透鏡的參數(shù)中,例如,工件材料的類型,是最小的局部曲率半徑和透明孔徑?jīng)Q定了眾多CCP球體拋光方法中的哪一種適用。Pea Puffer是一種特殊的制造方法,適用于非球面由于其透明孔徑太小而不適合某些CCP精加工方法[7]的情況。Pea Puffer方法通過兩個步驟解決了這種情況。這就像一條河豚,它擴大自己的尺寸,以應(yīng)付危險的情況,但后來又縮小到原來的大小一樣:(a)非球面的直徑擴大到這樣的程度,以致于可以采用許多額外的CCP拋光方法;(b)這需要一個中心磨削步驟,以最終產(chǎn)生所需的非球面直徑(見圖2)。 nZfU:N Pea Puffer方法已被數(shù)字化并添加到PanDao軟件工具中,擴展了360種覆蓋制造技術(shù)的性能。圖2顯示了Pea Puffer拋光方法,下表給出了Pea Puffer拋光應(yīng)用的兩個例子,以優(yōu)化生產(chǎn)能力和最小化制造成本。 =9lrPQ]w 圖2.采用Pea Puffer拋光,擴大了非球面直徑。這使得適用CCP拋光方法的范圍更廣。隨后,Pea Puffer非球面通過中心磨削回到所需的透鏡直徑。
Pea Puffer通常導(dǎo)致更經(jīng)濟實惠的制造鏈(見下面的 Gudr2 非球面),有時甚至能夠制造出原本無法生產(chǎn)的非球面(見下面的 Gudr1 非球面)。 :%!}%fkxH 結(jié)論 5,>Of~YN 本文報告了兩種特定的非球面生成方法,它們已被數(shù)字化并添加到 PanDao 的可生產(chǎn)性分析中,該分析涵蓋了 360 種光學制造技術(shù):通過非球面化生成具有小非球面度的淺非球面,以及通過Pea Puffer拋光方法生成小直徑非球面,其中非球面以稍大的直徑生成,隨后通過中心磨削回到所需的直徑。這兩種方法都節(jié)省了成本并最小化了風險。此外,已經(jīng)表明,在某些情況下,Pea Puffer可以使得小直徑非球面的生成成為可能。 $/*6tsR 目前,更多的制造方法正在被數(shù)字化并納入 PanDao 軟件工具中,沿著將所有高級光學制造方法和技巧轉(zhuǎn)移到光學制造鏈的數(shù)字化模擬的道路前進。 A?DgeSm