一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法技术方案

本发明专利技术提供一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，涉及铝合金多面镜加工技术领域，包括以下步骤：S1、对铝合金型材进行第一次表面加工处理；S2、对铝合金型材进行第一次氧化与封闭处理；S3、对铝合金型材进行第二次表面加工处理；S4、对进行二次表面加工处理后的铝合金型材进行表面检测，对表面不合格的铝合金型材进行第二次封闭处理，对表面合格的铝合金型材不进行第二次封闭处理；S5、对铝合金型材镀制光学反射膜；本发明专利技术用于解决现有的铝合金多面镜的反射膜的镀制质量低的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法


[0001]本专利技术涉及铝合金多面镜加工
，尤其涉及一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法。

技术介绍

[0002]多面镜，通常指正多面体（例如正四面体、正六面体）的反射镜，是扫描光学系统中的核心光学元件，广泛应用在激光打印机、扫描仪、汽车雷达等光学系统中。在激光打印机中通过多面镜来反射光束，并通过多面镜的高速旋转执行光学扫描，由此获得的扫描光在旋转的感光鼓的表面上成像以形成静电潜像；在汽车雷达中通过电机转动的带动，多面反射镜能够反射激光光源发射出的光线，扫描到后续的扩束系统进而打到被测物体表面，光线在被测物体上产生的漫反射光原路返回被探测器接收，利用时间差可以计算出被测物体的距离。
[0003]当前多面反射镜制造存在四种主要的技术方案，即金属多面体加镀膜方案、塑料多面体加镀膜方案、棱镜多面体加镀膜方案和多面体贴反射镜方案。目前在汽车雷达应用领域最主流的技术方案为金属多面体加镀膜方案，所采用的金属绝大多数是硬铝合金，例如6系铝合金6061T6，该方案的优势在于铝合金兼具质轻与柔韧两个特点，因而适于制作大尺寸的转镜并服务于高速旋转中；塑料多面体加镀膜方案，则因其材料强度与表面加工的精度略差而应用受限；棱镜多面体加镀膜方案，则因其材料强度略差且服务于转动目的的结构设计困难而应用受限；多面体贴反射镜方案，需要达到极高的装配精度，并且因为温度稳定性以及可靠性偏低而应用受限。
[0004]即使是现在主流的用铝合金制作金属多面体加镀膜方案，也有其特有的技术问题或困难，第一，铝合金硬度低，当金属表面被铣削加工到10nm量级粗糙度的镜面时，即使棉签轻碰也会划伤表面，因此抛光表面的保护、包装转运以及清洁处理麻烦；第二，铝合金加工表面在后续镀膜工艺实施前极易被氧化而发雾，表面形成许多微小的氧化孔洞，影响表面平整度；第三，因存在程度不可控的表面氧化，铝合金表面不易镀制反射膜，或反射膜可靠性偏低；第四，现有的铝合金多面镜是由整体实心铝块镂铣加工出形状的，选取的铝合金基材的硬度质量不高，导致加工过程中的容易磨损变形，导致最终的加镀膜的可靠性降低；同时现有的技术中，有针对多面镜进行镀膜的方法，例如在申请公开号为CN110699653A的中国专利中，公开了一种适用于多面共体反射镜的金属薄膜制备装置及方法，该方法是用于多面结构的反射镜更好地完成镀膜而设计的，通过提供复杂的靶基相对运动路径，可以适用于各种类型的多面共体反射镜；还有针对金属基板的镀膜方法，例如在申请公开号为CN114196924A的中国专利中，公开了一种铜基板表面真空紫外铝反射镜的镀膜方法，该方法是，通过在铜基板和铝膜层之间增加介质间隔层，阻止铜基板和铝膜之间形成铜铝合金，实现铜基板上铝反射镜在真空紫外波段的高反射率；例如在申请公开号为CN114460560A的中国专利中，公开了一种贴片式多面转镜扫描系统及其制作方法，该方法在多面转镜的制作过程中，通过结构性的改进来提高制作的稳定性和精度；上述公开的申请文件中，都是针
对镀膜阶段的改进方案，所包含的技术方案都无法解决上述提出的用铝合金制作金属多面体加镀膜方案存在的四个技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术用于解决现有的铝合金多面镜的反射膜的镀制质量低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，包括以下步骤：S1、对铝合金型材进行第一次表面加工处理；S2、对铝合金型材进行第一次氧化与封闭处理；S3、对铝合金型材进行第二次表面加工处理；S4、对进行二次表面加工处理后的铝合金型材进行表面检测，对表面不合格的铝合金型材进行第二次封闭处理，对表面合格的铝合金型材不进行第二次封闭处理；S5、对铝合金型材镀制光学反射膜。
[0007]进一步地，步骤S1包括：通过粗抛光对铝合金型材的表面进行第一次抛光处理，在抛光表面预留尺寸余量厚度；使第一次表面加工后的面型精度达到PV小于第一精度阈值，粗糙度达到Ra小于第一粗糙度阈值。
[0008]进一步地，步骤S2包括：对进行第一次表面加工后的铝合金型材进行第一次氧化，第一次氧化过程中使用硫酸、草酸以及铬酸中的至少一种方法生成多孔型氧化层；对进行第一次氧化后的铝合金型材进行第一次封闭处理，第一次封闭过程中使用水合、镍盐以及重铬酸盐中的至少一种方法对多孔氧化层进行封闭。
[0009]进一步地，步骤S3包括：通过精抛光对第一次氧化与封闭后的铝合金型材的表面进行第二次抛光处理，去除尺寸余量厚度；使第二次表面加工后的面型精度达到PV小于第二精度阈值，粗糙度达到Ra小于第二粗糙度阈值，其中，第二精度阈值小于第一精度阈值，第二粗糙度阈值小于第一粗糙度阈值。
[0010]进一步地，步骤S4包括：对第二次表面加工后的铝合金型材进行表面检测，对表面不合格的铝合金型材使用水合、镍盐以及重铬酸盐中的至少一种方法进行第二次封闭处理，对表面合格的铝合金型材不进行第二次封闭处理。
[0011]进一步地，对进行二次表面加工处理后的铝合金型材进行表面检测包括如下步骤：步骤S41，当铝合金型材进行第二次表面加工后，获取铝合金型材表面的检测数据；步骤S42，铝合金型材表面的检测数据包括表面高点高度值数据和表面低点高度值数据；步骤S43，从表面高点高度值数据中获取第一数量的表面高点高度值，从表面低点高度值数据中获取第一数量的表面低点高度值；步骤S44，获取第一数量的表面高点高度值中的最大值和最小值，设定为高点最大值和高点最小值，将高点最大值减去高点最小值得到高点差值，将高点差值除以第一划分数量得到高点划分数值，取高点划分数值的整数位作为高点划分单位，对第一数量的表面高点高度值建立高点分布直方图，高点分布直方图的横坐标为高度值并按照高点划分单位进行划分，高点分布直方图的纵坐标为高点分布数量，选取高点划分单位中对应高点分布
数量最多的一组表面高点高度值作为表面高点高度参考值，求取若干表面高点高度参考值的平均值，设定为表面高点高度平均值；步骤S45，获取第一数量的表面低点高度值中的最大值和最小值，设定为低点最大值和低点最小值，将低点最大值减去低点最小值得到低点差值，将低点差值除以第一划分数量得到低点划分数值，取低点划分数值的整数位作为低点划分单位，对第一数量的表面低点高度值建立低点分布直方图，低点分布直方图的横坐标为高度值并按照低点划分单位进行划分，低点分布直方图的纵坐标为低点分布数量，选取低点划分单位中对应低点分布数量最多的一组表面低点高度值作为表面低点高度参考值，求取若干表面低点高度参考值的平均值，设定为表面低点高度平均值；步骤S46，剔除高点分布直方图中高度值最高的两组高点划分单位对应的表面高点高度值，将剩余的第一数量中的表面高点高度值均设定为表面高点高度波动计算数值，对若干表面高点高度波动计算数值求取标准差，得到表面高点标准差；剔除低点分布直方图中高度值最低的两组低点划分单位对应的表面低点高度值，将剩余的第一数量中的表面低点高度值设定为表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对铝合金型材进行第一次表面加工处理；S2、对铝合金型材进行第一次氧化与封闭处理；S3、对铝合金型材进行第二次表面加工处理；S4、对进行二次表面加工处理后的铝合金型材进行表面检测，对表面不合格的铝合金型材进行第二次封闭处理，对表面合格的铝合金型材不进行第二次封闭处理；S5、对步骤S4处理后的铝合金型材镀制光学反射膜；步骤S1包括：通过粗抛光对铝合金型材的表面进行第一次抛光处理，在抛光表面预留尺寸余量厚度；使第一次表面加工后的面型精度达到PV小于第一精度阈值，粗糙度达到Ra小于第一粗糙度阈值；步骤S3包括：通过精抛光对第一次氧化与封闭后的铝合金型材的表面进行第二次抛光处理，去除尺寸余量厚度；使第二次表面加工后的面型精度达到PV小于第二精度阈值，粗糙度达到Ra小于第二粗糙度阈值，其中，第二精度阈值小于第一精度阈值，第二粗糙度阈值小于第一粗糙度阈值。2.根据权利要求1所述的一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，其特征在于，步骤S2包括：对进行第一次表面加工后的铝合金型材进行第一次氧化，第一次氧化过程中使用硫酸、草酸以及铬酸中的至少一种方法生成多孔型氧化层；对进行第一次氧化后的铝合金型材进行第一次封闭处理，第一次封闭过程中使用水合、镍盐以及重铬酸盐中的至少一种方法对多孔氧化层进行封闭。3.根据权利要求2所述的一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，其特征在于，步骤S4包括：对第二次表面加工后的铝合金型材进行表面检测，对表面不合格的铝合金型材使用水合、镍盐以及重铬酸盐中的至少一种方法进行第二次封闭处理，对表面合格的铝合金型材不进行第二次封闭处理。4.根据权利要求3所述的一种应用于旋转扫描光学系统的铝合金多面镜加工方法，其特征在于，对进行二次表面加工处理后的铝合金型材进行表面检测包括如下步骤：步骤S41，当铝合金型材进行第二次表面加工后，获取铝合金型材表面的检测数据；步骤S42，铝合金型材表面的检测数据包括表面高点高度值数据和表面低点高度值数据；步骤S43，从表面高点高度值数据中获取第一数量的表面高点高度值，从表面低点高度值数据中获取第一数量的表面低点高度值；步骤S44，获取第一数量的表面高点高度值中的最大值和最小值，设定为高点最大值和高点最小值，将高点最大值减去高点最小值得到高点差值，将高点差值除以第一划分数量得到高点划分数值，取高点划分数值的整数位作为高点划分单位，对第一数量的表面高点高度值建立高点分布直方图，高点分布直方图的横坐标为高度值并按照高点划分单位进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，杨树柏，国士军，周海青，
申请(专利权)人：上海毫米星光光学有限公司，
类型：发明
国别省市：