L'usinage de précision des composants optiques a embrassé une toute nouvelle ère en conséquence directe de la complexité croissante et de la nature complexe des composants optiques. Les procédures détaillées en optique sphérique ont joué un rôle important dans le développement de composants optiques non complexes. Les techniques traditionnelles de meulage et de polissage sont incluses dans ces approches. Cependant, en raison des limites de précision dimensionnelle fournies par ces procédures formelles, il n'est possible de construire que partiellement des composants optiques compliqués à l'aide de ces procédés. Usinage sur plusieurs axes et mesures précises sont des nécessités pour réaliser de telles pièces.
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Des techniques de découpe de précision à l'aide d'outils diamantés réalisées sur des équipements extrêmement précis sont nécessaires pour répondre aux exigences de tolérance très strictes des composants optiques asphériques et microstructurés. Il est possible d'obtenir une qualité de surface élevée et des tolérances plus serrées avec cette méthode. Ces technologies de fabrication ultraprécises sont utilisées pour produire une précision dimensionnelle à la fois pour les éléments optiques et leurs moules. Cette précision est nécessaire au bon fonctionnement des composants optiques.
Cet article couvrira une variété de processus d'usinage ultraprécis, leurs applications et certains facteurs à garder à l'esprit lors de la sélection d'un fournisseur de services d'usinage de précision.
Méthodes de fabrication de composants optiques ultraprécises
Les méthodes les plus courantes consistent à utiliser une technologie ultraprécise et des outils de coupe au diamant pour fabriquer des composants micro-optiques complexes avec une qualité de surface supérieure à des fractions de micromètre Ra. Pour réaliser des géométries de surface complexes, des surfaces de forme libre et de véritables structures 3D, de nombreuses méthodes non conventionnelles d'usinage multiaxes devront être étudiées pour découvrir différents degrés de précision.
La netteté et la rondeur du tranchant de l'outil sont les deux aspects les plus importants à prendre en compte lors de l'établissement de la qualité globale des composants optiques fabriqués. En conséquence, des géométries d'outils uniques sont intégrées. Ces géométries d'outils comprennent des micro-fraises diamantées, des fraises sphériques et d'autres instruments de façonnage et de tournage.
Un outil de coupe au diamant instinctif à point unique peut enlever le matériau de la pièce de manière appropriée et efficace lorsqu'il est combiné avec une machine CNC ultra-précise sans vibrations, un petit porte-outil et le montage approprié. En raison de son degré de netteté incroyablement élevé, il garantit que les forces de coupe qui sont transmises à la pièce sont très fortes et concentrées. Pour cette raison, il y aura très peu de distorsions ailleurs, ainsi qu'une qualité de surface spéciale et une forme appropriée.
Dans les sous-titres suivants, les processus d'usinage de précision optique seront mis en évidence de manière catégorisée avec des informations techniques spécifiques.
Tourner un seul point avec un outil diamanté
Lorsqu'il est nécessaire de réaliser des composants optiques à symétrie de rotation, une possibilité pour atteindre cet objectif est de recourir à ce type d'usinage. Cette méthode de découpage est assez efficace et permet de gagner du temps. Avec cette méthode, il est possible d'atteindre des vitesses de coupe rapides ainsi qu'un haut niveau de finition de surface avec des valeurs Ra inférieures à 5 nanomètres. La précision dimensionnelle de l'article produit à l'aide de cette méthode est directement attribuable à l'outil utilisé. Pendant l'usinage, des ingénieurs qualifiés calculent le rayon de l'outil et les valeurs de compensation de rayon pour l'ensemble de la trajectoire de l'outil. L'ondulation de l'outil doit être gérée à un niveau correspondant à 0,1 micromètre du rayon de l'outil pour obtenir des précisions de l'ordre du sous-micron.
D'autre part, la coupe en plongée à l'aide d'outils pointus peut être utilisée dans cette procédure pour créer des structures de surface plus simples si c'est ce que l'on souhaite.
Fraisage et coupe à la volée
Le fraisage, en particulier le fraisage à commande numérique par ordinateur (CNC), offre une excellente capacité d'usinage de géométries de surface complexes. Il est possible de fabriquer des composants optiques de forme libre finitions de surface. Un fournisseur de services d'usinage capable de fraiser sur au moins trois axes sur une fraiseuse à commande numérique par ordinateur est nécessaire pour produire des composants optiques tels que des objectifs de caméra et des prototypes d'éclairage pour automobiles. Cependant, ayant la capacité de usinage cinq axes est parfait pour améliorer les caractéristiques de la surface optique, et des prestataires de services d'usinage réputés garantissent que c'est le cas pour leurs clients. Les fraises en bout, les fraises à bille et les outils de coupe à la volée constituent les trois principales catégories d'outils de fraisage diamantés utilisés pour produire des composants optiques.
Les fraises hémisphériques sont l'outil de choix pour fabriquer des géométries de surface de forme libre nécessitant des précisions allant jusqu'à D0,5 millimètre. De plus, des fournisseurs fiables de services d'usinage peuvent fournir des précisions pour les coins intérieurs allant de R0,1 à R0,15 millimètres. Les outils de coupe à la volée sont très utiles lorsqu'il s'agit de sculpter des rainures. Lorsque vous travaillez avec des surfaces planes, la coupe à la volée est une technique utilisée. Par exemple, une méthode de fraisage à la volée peut être utilisée pour fabriquer des miroirs laser et des constructions pyramidales pouvant être utilisées comme réflecteurs.
La fonction cruciale de l'usinage de précision dans le monde moderne
Ces dernières années, il y a eu une augmentation significative de la demande de composants optiques dans l'industrie de l'électronique grand public. Les applications notables incluent les objectifs d'appareil photo utilisés dans les smartphones et les appareils photo reflex numériques et les miroirs de balayage trouvés dans les imprimantes laser. Elle présente un obstacle important pour l'industrie, à savoir la question de savoir comment assurer la fabrication de composants optiques de forme libre de la manière la plus rentable. Cependant, l'usinage avec une grande précision (usinage de précision) nous permet de le garantir.
L'utilisation de structures de miroir à forme libre unique au lieu d'objectifs de caméra conventionnels, qui sont produits par usinage de précision, permet la compacité des conceptions de caméra et des économies importantes dans la fabrication de grandes quantités de caméras.
En ce qui concerne les imprimantes laser, l'application de l'usinage de précision permet de produire un laser avec une longueur d'onde plus courte, ce qui, au final, se traduit par un rendement d'impression accru grâce à une tache d'impression plus petite. De plus, l'usinage optique de forme libre permet de s'adapter à des longueurs d'onde plus longues, ce qui se traduit par une imprimante laser de production de masse plus rentable qui utilise la même lentille de forme libre.
Qu'est-ce qui distingue un fournisseur de services d'usinage des autres ?
Après avoir lu toutes les informations contenues dans cet article, la question la plus importante qui peut vous venir à l'esprit est la suivante : "Comment puis-je décider quel fournisseur de services d'usinage est le meilleur pour les composants optiques ?" Permettez-nous de vous guider à travers les critères qui doivent être satisfaits pour cocher toutes les cases concernant cette question :
- Soyez toujours à la recherche d'un fournisseur de services avec des capacités de solution d'usinage fractionné, surtout si les articles que vous devez usiner sont de taille considérable. Pour contourner les contraintes d'usinage posées par les composants de grande taille, le prestataire doit proposer des solutions de fractionnement et de collage à la fois efficaces et efficientes. De plus, l'utilisation des solutions de liaison appropriées pour produire une bonne finition sur le produit final est essentielle, et seuls les fournisseurs de services d'usinage de précision possédant une vaste expertise peuvent atteindre cet objectif.
- En raison de la nature complexe des composants optiques, des capacités d'usinage couvrant cinq axes sur une machine CNC sont très nécessaires. De plus, les précisions réalisables de nos jours ne doivent pas être inférieures à R0,1 millimètre au minimum.
- Une excellente qualité de surface est obtenue lorsque les finitions de surface ont une valeur Ra de 0,2 micromètre et que les valeurs de tolérance de surface sont inférieures à 0,025 millimètre. De plus, le collage à la main et le polissage miroir sont essentiels pour produire un composant optique complexe. Après le processus de polissage, il est suggéré que les valeurs de rugosité de surface approchent 0,025-0,05 micromètres.
Supposons qu'un prestataire de services d'usinage puisse répondre à toutes les exigences de ces mesures. Dans ce cas, vous devez les approcher en utilisant le Page Contactez-nous afin que vous puissiez organiser une conférence vocale ou vidéo formelle. Gardez à l’esprit que le maintien d’un flux d’informations précis est nécessaire pour maintenir une relation à long terme basée sur un degré maximum de collaboration.
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