光学透镜模压方法技术

一种光学透镜的模压制备方法，特别是涉及一种通过增加垫片对光学透镜进行模压的制备方法，所述方法的步骤为设置上下模具，所述上下模具中心位置分别具有凹坑，在所述上模具或下模具其中之一表面设置碳化硅或碳化钨垫片，所述垫片的大小尺寸与所述上模具的下表面或所述下模具的上表面相近似，在所述垫片的中心位置包括一个圆柱形通孔，所述圆形通孔的直径不小于相对的所述上模具凹坑或所述下模具凹坑的直径；所述上下模具均为具有类石墨烯涂层的单晶硅材料。采用了本发明专利技术的方法，减少了模压过程中玻璃对硅模具表面结构，特别是边缘结构的压力，从而进一步提高模具的使用寿命，有效降低了成本。效降低了成本。效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
光学透镜模压方法


[0001]本专利技术涉及一种光学透镜的制备方法，特别是涉及一种通过增加垫片对光学透镜进行模压的制备方法。

技术介绍

[0002]据前瞻产业研究院报告预测，从2020年
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2025年，全球光学镜头出货量将从68.7增长至120亿颗，年复合增长率11.8％。据TSR预测，2016
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2021年，全球光学镜头的市场规模将从46.44增长至79.05亿美元，年复合增长率为11.2％。全球光学镜头的出货量和市场规模稳定增长，其中手机、安防监控、车载摄像头三个领域占据当前市场的绝大多数份额。
[0003]在这些镜头市场中，由于下游市场在价格方面的激烈竞争，上游光学镜片厂家的发展重点将主要集中在特殊树脂材料、玻璃模造非球面镜片以及多层镀膜三个方向以进一步提高光学镜头质量并压缩光学系统的成本。
[0004]现有的光学元件镜片模压成型设备的加热方法一般是采用模具直接加热法和红外加热法。其中采用模具直接加热法需要提前使用加热板将模具加热，然后再通过热传导将热量传递给玻璃坯料，这种方法加热与散热所需时间长，且复杂元件在模具中受热不均匀；采用红外加热法的模压成型设备，其所需的红外加热装置结构复杂、体积较大且需要固定，对于不同尺寸的光学元件加工适应性较差，且能量利用率较低，光学元件受热不均匀，同时红外加热灯易损坏，设备的整体使用寿命短。
[0005]需要相对较高的可模压温度，以便扩大玻璃原材料的种类，即可将更多品种的玻璃作为原材料，从而降低玻璃镜片热压过程的成本的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种光学透镜的模压方法，特别是涉及一种通过增加垫片对光学透镜进行模压的制备方法。
[0007]本专利技术提供一种光学透镜的模压制备方法，包括如下步骤：设置上下模具，所述上下模具中心位置分别具有凹坑，在所述上模具或下模具其中之一表面设置碳化硅或碳化钨垫片，所述垫片的大小尺寸与所述上模具的下表面或所述下模具的上表面相近似，在所述垫片的中心位置包括一个圆柱形通孔，所述圆形通孔的直径不小于相对的所述上模具凹坑或所述下模具凹坑的直径；所述上下模具均为具有类石墨烯涂层的单晶硅材料；在所述上模具下方垫片的下方或者所述下模具上方垫片上方放置待压玻璃制品；对所述待压玻璃制品进行加热和压制；当所述待压玻璃制品受压变形后，首先会挤压到所述碳化硅或碳化钨垫片，之后所述待压玻璃制品才进入到单晶硅模具的结构中；冷却所述上下模具，并脱模生成光学透镜。
[0008]本专利技术的另外一个方面，其中所述待压玻璃制品为玻璃球，为硼硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、磷酸玻璃、镧系玻璃光学玻璃材料；其中所述碳化硅或碳化钨垫片和所述上模具或所述下模具的表面结构形成飞碟型凹坑结构；在压制过程中时，由于所述碳化硅或碳化钨
垫片材料比单晶硅材料制备的上模具或下模具硬，在多次重复的使用中能够有效地避免所述上模具和下模具边缘的碎裂。
[0009]采用本专利技术的模压方法，减少了模压过程中玻璃对硅模具表面结构，特别是边缘结构的压力，从而进一步提高模具的使用寿命，有效降低了成本。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创新性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术的模压成型方法中压制步骤示意图。
[0012]图2为现有技术的模压方法中上下模具剖面放大图。
[0013]图3为本专利技术的模压成型方法中增加垫片步骤后的下模具剖面放大图和垫片俯视图。
[0014]图4为不包含垫片的下模具截面图。
[0015]图5为本专利技术的包含了垫片的下模具一个实施方式的截面图。
具体实施方式
[0016]现结合相应的附图，对本专利技术的具体实施例进行描述。然而，本专利技术可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为局限于此处展示的实施例。提供这些实施例只是为了本专利技术可以详尽和全面，从而可以将本专利技术的范围完全地描述给本领域的技术人员。附图中说明的实施例的详细描述中使用的措辞不应对本专利技术造成限制。
[0017]图1为本专利技术的模压成型方法中压制步骤示意图。本专利技术的模压成型方法包括如下步骤，在下模具102上放置待压玻璃制品，例如玻璃球103，能够使用的玻璃的种类没有特别的限制，能够与用途对应地选择来使用公知的玻璃。例如，硼硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、磷酸玻璃、镧系玻璃等光学玻璃。将碳化硅或碳化钨垫片放置在所述下模具102上。通过二次元检测仪检测所述下模具和所述碳化硅或碳化钨垫片位置的差异，通过手动调整夹具确保所述碳化硅或碳化钨垫片和所述下模具同心。所述上下模具所在腔室关闭，抽真空后，电机(未示出)驱动下模具102上升，用电压给下模具102加热，以此传热给玻璃球103，使玻璃球103的温度上升到玻璃的转化温度(Tg)及以上；达到指定温度后，上下模具开始闭合，玻璃在指定温度下发生软化，并受到上下模闭合压力的挤压；压制步骤，电机继续驱动下模具102上升，同时携带玻璃球103位移，使玻璃球103接触上模具101，完成压制过程；这时所述玻璃球103发生变形，此时发生在垫片上孔位边缘的位置受力最大，此后随着玻璃的进一步变形，逐渐填充到整个上下模具的结构中。
[0018]退火冷却步骤，进行慢速退火处理，将成型的透镜在成型模具中进行初步退火处理，以便释放内应力；将退火的成型透镜从成型模具中取出来，放在冷却盘上被单独冷却至室温；取模步骤，将冷却后的模压成型制品从上模具101和下模具102中脱离出来。
[0019]这里所述的上模具101和下模具102均为具有类石墨烯涂层的单晶硅材料。
[0020]图2为现有技术的模压方法中上下模具剖面放大图。由于传统工艺采用单晶硅材料作为上下模具的材料，采用单晶硅材料作为模具，当在批量生产时，单晶硅反复受压，达
到一定模压次数或偶尔因玻璃受热不足造成压力变大并超过单晶硅材料在高温下所能承受的力时，模具受力的最大区域，这里特指模具的内部结构边缘201和底部，将破损，减小了模具的寿命。模具在模压过程中，有些情况是玻璃球的直径大于等于模具表面结构，因此在模压过程中，模具结构的边缘部分201将先受到挤压，造成这一局部位置受应力较大，因此容易损坏。
[0021]图3为本专利技术的模压成型方法中增加垫片步骤后的下模具剖面放大图和垫片俯视图。从图2的下模具放大图可知，本专利技术的下模具102中心位置具有凹坑301，这里所述的凹坑可以是球冠形状；由于本方法目的在于便于生产各种形状的镜片，因此上下模具上的凹坑形状未必需要完全对应，只要能满足镜片的制备需求即可。在本专利技术采用的模压方法中，放置玻璃球103的步骤之前，在所述下模具上放置一片对应的碳化硅垫片302，所述垫片302的大小尺寸与所述下模具上表面相近似，在中心位置包括一个圆柱形通孔。所述圆形通孔的直径不小于所述下模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学透镜的模压制备方法，包括如下步骤：设置上下模具，所述上下模具中心位置分别具有凹坑，在所述上模具或下模具其中之一表面设置碳化硅或碳化钨垫片，所述垫片的大小尺寸与所述上模具的下表面或所述下模具的上表面相近似，在所述垫片的中心位置包括一个圆柱形通孔，所述圆形通孔的直径不小于相对的所述上模具凹坑或所述下模具凹坑的直径；所述上下模具均为具有类石墨烯涂层的单晶硅材料；在所述上模具下方垫片的下方或者所述下模具上方垫片上方放置待压玻璃制品；对所述待压玻璃制品进行加热和压制；当所述待压玻璃制品受压变形后，首先会挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉华，杨任明，何佳益，宋博洋，张爱琴，夏菲，
申请(专利权)人：华彤光学科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：