The precision machining of optical components has embraced an altogether new era as a direct result of the rising complexity and intricate nature of optical components. The procedures detailed in spherical optics have been important in developing non-complex optical components. The traditional techniques of grinding and polishing are included in these approaches. However, because of the limitations of dimensional precision that these formal procedures provide, it is only possible to partly construct complicated optical components using these methods. Machining on many axes and precise measurements are necessities for producing such parts.
Runsom精密 優れている 機械工場 比類のない機能を備えた 精密光学CNC加工.
非球面および微細構造の光学部品の非常に厳しい公差要件を満たすには、非常に正確な機器で実行されるダイヤモンド工具を使用した精密切削技術が必要です。この方法では、高い表面品質とより厳しい公差を得ることができます。これらの超精密製造技術は、光学素子とその金型の両方の寸法精度を生み出すために使用されます。この精度は、光学部品が適切に機能するために必要です。
この記事では、さまざまな超精密機械加工プロセス、その用途、および精密機械加工サービス プロバイダーを選択する際に留意すべきいくつかの要因について説明します。
超精密光学部品の製造方法
最も一般的な方法には、超精密技術とダイヤモンド切削工具を使用して、数分の 1 マイクロメートル Ra を超える表面品質を備えた複雑なマイクロ光学部品を製造することが含まれます。複雑な表面形状、自由曲面、および真の 3D 構造を実現するには、多軸加工の従来とは異なる方法を多数研究して、さまざまな程度の精度を発見する必要があります。
ツールの刃先の鋭さと丸みは、製造された光学部品の全体的な品質を確立する際に考慮すべき最も重要な 2 つの側面です。その結果、独自のツール形状が統合されます。これらのツール ジオメトリは、ダイヤモンド マイクロ エンドミル、ボール エンドミル、および成形および旋削用のその他の器具で構成されます。
シングルポイントの本能的なダイヤモンド切削工具は、超精密な振動のない CNC マシン、小型の工具ホルダー、および適切な治具と組み合わせると、ワークピース材料を適切かつ効率的に除去できます。その信じられないほど高い切れ味により、ワークピースに供給される切削力が非常に強力で集中することが保証されます。このため、特殊な表面品質と適切な形状だけでなく、他の場所での歪みもほとんどありません。
以下の小見出しでは、光学精密機械加工プロセスが特定の技術情報とともに分類された方法で強調表示されます。
ダイヤモンドツールで一点を回す
回転対称な光学部品を製造する必要がある場合、この目標を達成するための 1 つのオプションは、この種の機械加工を利用することです。このスライス方法は非常に効果的で、時間を節約できます。この方法では、高速の切断速度と、Ra 値が 5 ナノメートル未満の高レベルの表面仕上げを実現できます。この方法で製作された製品の寸法精度は、使用する工具に直結します。機械加工中、熟練したエンジニアは工具半径と工具経路全体の半径補正値を計算します。サブミクロン範囲の精度を達成するには、ツールのうねりをツールの半径の 0.1 マイクロメートルのレベルまで管理する必要があります。
一方、この手順では、必要に応じて、より単純な表面構造を作成するために、鋭利なツールを使用したプランジ カットを使用できます。
フライス加工とフライカット
フライス加工、特にコンピュータ数値制御 (CNC) フライス加工は、複雑な表面形状を加工する優れた能力を提供します。自由形状の光学部品の製造が可能 表面仕上げ。カメラレンズや自動車用照明のプロトタイプなどの光学部品を製造するには、コンピュータ数値制御フライス盤で少なくとも 3 軸のフライス加工ができる加工サービスプロバイダーが必要です。ただし、次のような能力を備えている 5軸加工 は光学面の特性を改善するのに最適であり、評判の良い機械加工サービスプロバイダーは顧客にこれが当てはまることを保証しています。エンドミル、ボールエンドミル、およびフライカット工具は、光学部品の製造に使用されるダイヤモンドフライス工具の 3 つの主要なカテゴリを構成します。
ボール エンドミルは、最大 D0.5 mm の精度を必要とする自由曲面形状の製造に最適なツールです。さらに、機械加工サービスの信頼できるサプライヤーは、R0.1 ～ R0.15 mm の範囲の内側のコーナーの精度を提供できます。フライカットツールは、溝を彫る際に非常に役立ちます。平面で作業する場合、フライカットが使用されるテクニックです。例えば、フライカッティング・ミリング法を使用して、反射器として使用できるレーザー・ミラーおよびピラミッド構造を作成することができます。
現代世界における精密機械加工の重要な機能
近年、家電業界では光学部品の需要が大幅に増加しています。注目すべき用途には、スマートフォンやデジタル一眼レフ カメラで使用されるカメラ レンズ、レーザー プリンターで使用される走査ミラーなどがあります。これは、業界にとって重大な障害となります。つまり、自由形状の光学部品を最も費用対効果の高い方法で確実に製造するにはどうすればよいかという問題です。しかし、精度の高い加工（精密加工）を行うことで、それを保証することができます。
精密機械加工によって製造される従来のカメラレンズの代わりに単一の自由形状ミラー構造を使用することで、カメラ設計のコンパクト化と、大量のカメラの製造における大幅なコスト削減が可能になります。
レーザープリンターに関して言えば、精密機械加工の適用により、より短い波長のレーザーを生成することが可能になり、最終的には印刷スポットが小さくなるため、印刷出力が増加します。さらに、自由形状光学機械加工により、より長い波長への適応が可能になり、同じ自由形状レンズを使用する、より費用対効果の高い大量生産レーザー プリンターが実現します。
機械加工サービス プロバイダが他社と比べて優れている点は何ですか?
この投稿のすべての情報を読んだ後、頭に浮かんだ最も重要な質問は、「光学部品に最適な加工サービス プロバイダーをどのように判断すればよいですか?」ということです。この件に関するすべてのチェックボックスをオンにするために満たす必要がある基準について説明させていただきます。
- 特に加工する必要があるアイテムがかなりのサイズである場合は、分割加工ソリューション機能を備えたサービス プロバイダーを常に探してください。大型部品による機械加工の制約を回避するために、サービス プロバイダーは、効果的かつ効率的な分割および結合ソリューションを考案する必要があります。さらに、適切な結合ソリューションを使用して最終製品を良好に仕上げることが不可欠であり、この目標を達成できるのは、幅広い専門知識を持つ精密機械加工サービスのサプライヤーだけです。
- 光学部品の複雑な性質のため、CNC マシンの 5 つの軸にまたがる加工機能が非常に必要です。さらに、この時代の実現可能な精度は、少なくとも R0.1 ミリメートル以上である必要があります。
- 表面仕上げの Ra 値が 0.2 マイクロメートルで、表面公差値が 0.025 ミリメートル以内の場合、優れた表面品質が得られます。さらに、複雑な光学部品を製造するには、手作業による接着と鏡面研磨が不可欠です。研磨プロセスに続いて、表面粗さの値が 0.025 ～ 0.05 マイクロメートルに近づくことが示唆されています。
加工サービスプロバイダーがこれらの対策の要件をすべて満たせると仮定します。その場合は、次の方法でアプローチする必要があります。 お問い合わせページ これにより、正式な音声会議またはビデオ会議を設定できるようになります。最大限の協力関係に基づいて長期的な関係を維持するには、正確な情報の流れを維持することが必要であることに留意してください。
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