一种硫系玻璃精密模压成型模具及方法技术

本发明专利技术的名称为一种硫系玻璃精密模压成型模具及方法。属于硫系光学玻璃二次成型技术领域。它主要是解决目前精密模压生产硫系非球面及衍射面光学元件需因预型体存在球面曲率半径不合适而导致模压出现闭气风险的问题。它的主要特征是：在上模仁及下模仁上设有排气槽，排气槽位于待加工硫系非球面或衍射面光学元件光学有效径以外；将硫系双平面预型体放入上模仁和下模仁中，装配后放入非球面模压设备中；对模具加热至硫系材料软化温度，施加压力，硫系双平面预型体形变至所需的硫系非球面或衍射面光学元件。本发明专利技术具有减少预型体球面加工、可避免模压生产中闭气风险和节省制造成本的特点，主要用于各类硫系非球面及衍射面光学元件的批量生产。元件的批量生产。元件的批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种硫系玻璃精密模压成型模具及方法


[0001]本专利技术属于硫系光学玻璃二次成型
，具体涉及一种硫系玻璃精密模压成型模具及方法，该成型方法是将硫系双平面预型体放入带排气槽的模压模具中，升温加压，压制硫系非球面或衍射面光学元件，该成型模具可以实现硫系非球面及衍射面光学元件的批量化生产。

技术介绍

[0002]近年来，红外安防、监控等领域的迅速发展，市场对各类产品更轻、更小需求下，硫系非球面及衍射面光学元件受到了光学设计者的青睐。
[0003]传统硫系非球面及衍射面光学元件生产，采用单点金刚石车床车削加工，加工效率低、车刀损耗大、量产所需设备投入多，不适合批量生产.精密模压生产硫系非球面及衍射面光学元件，预型体设计时需要考虑模压排气问题，预型体的形状设计成接近非球面形状的球面。该设计存在球面曲率半径不合适，导致模压出现闭气的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术就是针对上述不足之处而提供一种可直接将硫系双平面预型体压制成硫系非球面或衍射面光学元件和可实现硫系非球面及衍射面光学元件批量化生产的硫系玻璃精密模压成型模具及方法。
[0005]本专利技术成型模具的技术解决方案是：一种硫系玻璃精密模压成型模具，包括上模仁和下模仁，其特征在于：所述下模仁或上模仁及下模仁上设有排气槽；所述排气槽位于待加工硫系非球面或衍射面光学元件光学有效径以外。
[0006]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的上模仁和下模仁具有与待加工硫系非球面或衍射面光学元件一致的模压成型面，材质为硬质合金或陶瓷材料。
[0007]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的下模仁的模压成型面的平台面设有3个或以上排气槽。
[0008]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的上模仁和下模仁的模压成型面的平台面均设有3个或以上排气槽。
[0009]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的排气槽由模仁中心向外径向分布。
[0010]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的排气槽端面形状为弧状、台阶状或其他具有排气功能的形状。
[0011]本专利技术成型模具的技术解决方案中所述的排气槽深度相同。
[0012]本专利技术成型方法的技术解决方案是：一种硫系玻璃精密模压成型方法，其特征在于包括以下步骤：将加工成硫系双平面预型体的硫系材料放入上模仁和下模仁中，装配后放入非球面模压设备中；非球面模压设备对模具加热至硫系材料软化温度，施加压力，硫系双平面预型体形变至所需的硫系非球面或衍射面光学元件。
[0013]本专利技术成型方法的技术解决方案中所述的双平面预型体为体积等于硫系非球面或衍射面光学元件体积的双平面圆柱体，且柱面径大于硫系非球面或衍射面光学元件有效径。
[0014]本专利技术成型方法的技术解决方案中包括以下步骤：(1)加工与硫系非球面或衍射面光学元件材质一致的硫系双平面预型体，硫系双平面预型体直径大于硫系非球面或衍射面光学元件非球面有效径，硫系双平面预型体双面抛光，表面粗糙度Ra<8nm，柱面区域用400#以上砥石加工；(2) 将硫系双平面预型体放在下模仁上，装配上模仁，将组装好的模具投入模压设备中；(3) 模压设备温度升至硫系双平面预型体材料软化温度以上5~30℃，保温1~10分钟，再对模具施加50~300kgf的压力，硫系双平面预型体发生形变复制上模仁和下模仁的形状和面型，获得硫系非球面或衍射面光学元件。
[0015]本专利技术提供的一种硫系玻璃精密模压成型方法，具有以下效果：将硫系双平面预型体放入带排气槽的模压模具中，通过升温加压，模压获得硫系非球面及衍射面光学元件，该方法不用设计双球面预型体，避免使用双球面预型体模压过程中闭气风险，该方法预型体生产效率高，适合各类硫系非球面或衍射面光学元件批量生产。
[0016]本专利技术具有减少预型体球面加工、可避免模压生产中闭气风险和节省制造成本的特点，主要用于各类硫系非球面及衍射面光学元件的批量生产。
附图说明
[0017]为了更清楚说明本专利技术实施中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单介绍。
[0018]图1是本专利技术一种硫系玻璃精密模压成型模具的结构示意图。
[0019]图中：1
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上模仁；2
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下模仁；3
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硫系双平面预型体；4
‑
排气槽。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0021]如图1所示，本专利技术一种硫系玻璃精密模压成型模具，包括上模仁1和下模仁2。上模仁1和下模仁2具有与待加工硫系非球面或衍射面光学元件一致的模压成型面，材质为硬质合金或陶瓷材料。上模仁1和下模仁2上位于待加工硫系非球面或衍射面光学元件光学有效径以外的模压成型面的平台面设有排气槽4，排气槽4可以是3个或3个以上，由上模仁1、下模仁2中心向外径向分布，排气槽4端面形状为弧状、台阶状或其他具有排气功能的形状，深度相同。
[0022]本专利技术一种硫系玻璃精密模压成型方法，采用上述成型模具，包括以下步骤：(1) 加工与硫系非球面或衍射面光学元件材质一致的硫系双平面预型体3，形状为双平面圆柱状，硫系双平面预型体3直径大于硫系非球面或衍射面光学元件非球面有效径，硫系双平面预型体3上下面加工成光学镜面，表面粗糙度Ra<8nm，柱面区域用400#以上砥石加工；硫系双平面预型体3很容易通过双面抛光的生产方式批量加工，加工效率高，制成难度小；
(2) 将硫系双平面预型体3放在下模仁2上，装配上模仁1，将组装好的模具投入模压设备中；(3) 将模压设备温度升至硫系双平面预型体材料软化温度以上5~30℃，保温1~10分钟，再对模具施加50~300kgf的压力，硫系双平面预型体3发生形变复制上模仁1和下模仁2的形状和面型，获得硫系非球面或衍射面光学元件。
[0023]实施例1。
[0024]本专利技术，制备一款直径10mm，光学有效径8mm，中心厚度5mm，双凸硫系IRG206材料非球面光学元件。先制备厚度6mm直径8.2mm硫系双平面预型体，将上模仁和下模仁加工带排气槽的形状，把预型体放入模具中，将温度升至低温材料的软化温度240℃，然后施加100kgf的压力，最终获得所需的非球面光学元件。
[0025]实施例2。
[0026]本专利技术，制备一款直径20mm，光学有效径18mm，中心厚度3mm，凸凹形状硫系IRG206材料衍射面光学元件。先制备厚度5mm直径18.5mm硫系双平面预型体，将下模仁加工带排气槽的形状，把预型体放入模具中，将温度升至低温材料的软化温度240℃，然后施加200kgf的压力，最终获得所需的衍射面光学元件。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫系玻璃精密模压成型模具，包括上模仁（1）和下模仁（2），其特征在于：所述下模仁（2）或上模仁（1）及下模仁（2）上设有排气槽（4）；所述排气槽（4）位于待加工硫系非球面或衍射面光学元件光学有效径以外。2.根据权利要求1所述的一种硫系玻璃精密模压成型模具，其特征在于：所述的上模仁（1）和下模仁（2）具有与待加工硫系非球面或衍射面光学元件一致的模压成型面，材质为硬质合金或陶瓷材料。3.根据权利要求2所述的一种硫系玻璃精密模压成型模具，其特征在于：所述的下模仁（2）的模压成型面的平台面设有3个或以上排气槽（4）。4.根据权利要求2所述的一种硫系玻璃精密模压模具，其特征在于：所述的上模仁（1）和下模仁（2）的模压成型面的平台面均设有3个或以上排气槽（4）。5.根据权利要求3或4所述的一种硫系玻璃精密模压成型模具，其特征在于：所述的排气槽（4）由模仁中心向外径向分布。6.根据权利要求3或4所述的一种硫系玻璃精密模压成型模具，其特征在于：所述的排气槽（4）端面形状为弧状、台阶状或其他具有排气功能的形状。7.根据权利要求3或4所述的一种硫系玻璃精密模压成型模具，其特征在于：所述的排气槽（4）深度相同。8.一种采用权利要求要求1
‑
7中任一项所述的成型模具的硫系玻璃精密模压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国雅，吴梦，邱超，隋俊毅，
申请(专利权)人：湖北新华光信息材料有限公司，
类型：发明
国别省市：