[发明专利]一种非球面透镜的模压装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及透镜领域，具体涉及一种非球面透镜的模压装置及其制备方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，随着数码科技的发展、3C产业的快速成长，以及全球数码产品(如数码相机、智能手机、可穿戴产品等)需求量的逐年激增，高精度非球面透镜、微透镜、微透镜阵列及衍射透镜等玻璃光学元件的需求量越来越大。据统计，到2015年，各领域需求量如下：测量仪器领域，40亿片左右；生产制造领域，36亿片左右；医疗技术领域，40亿片左右；信息技术领域，86亿片左右；光电通信领域，38亿片左右。另外，复杂非球面光学透镜在汽车传感器、汽车安全识别、摄像系统、汽车诊断设备等领域中，也以10-20％的年增长率增长。因此，如何高效率、低成本、大批量制造数量如此巨大、多尺度的精密玻璃光学元件，成为一个挑战性的课题。

作为一种替代传统光学玻璃透镜的制造方法，光学玻璃非球面器件的超精密模压成型技术是一个被证实了的最有吸引力的工艺。精密模压成型技术是一种在高温下对光学玻璃压缩成型的工艺。在高温下，玻璃材料的粘度将会降低，在压力作用下，能够很容易产生变形；然后利用经过光学抛光的模具在无氧环境下对光学玻璃挤压成型，以得到所需要的表面形貌或图案，尤其是非球面、自由曲面或微透镜阵列等。

然而，现有的模压成型机在使用时需要经过加热和冷却的阶段，在冷却的时候通常是通过冷却水在上模和下模之间循环进行冷却，这样在冷却时不能均匀的冷却透镜，其中间的冷却温度高于外层的透镜的温度，因此会影响透镜的品质。并且现有的模压成型机在模压前还需要对玻璃毛坯进行打磨然后再进行压制，操作麻烦，并且在打磨玻璃毛坯时，产生的废削废料漫天飞舞，不便于后期的清理，并且长期弥漫在空气中也不利于人们的身体健康。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的透镜在制备过程中，降温不均匀并且在打磨玻璃毛坯时，产生的废削废料漫天飞舞，不便于后期的清理，长期弥漫在空气中也不利于人们的身体健康，目的在于提供一种非球面透镜的模压装置及其制备方法，解决透镜制备的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种非球面透镜的模压装置及其制备方法，包括玻璃毛坯、上模架、上模、下模架、下模以及连接在上模和下模侧面的套筒，所述上模架和上模之间连接有水平的连接杆，所述上模架和上模之间连接有竖直的可伸缩的压板，所述压板垂直穿过连接杆，所述套筒包括上套筒和下套筒，所述下套筒的下方与下模架连接，所述下套筒的侧面连接有水平的滑杆，所述连接杆和滑杆之间连接有冷却腔，所述冷却腔上靠近上套筒的竖直侧面为可伸缩的伸缩板，所述上套筒可带动上模沿滑杆滑动到冷却腔内，所述连接杆和下模架之间连接有保温板，所述保温板上连接有外罩，所述外罩内连接有微波磁控管，所述外罩内微波磁控管上连接有导波管，所述微波磁控管用于加热上模和下模，所述上套筒内连接有可伸缩的伸缩杆A，所述伸缩杆A上连接有旋转杆，所述旋转杆上连接有打磨机，所述打磨机用于打磨玻璃毛坯，所述上模和下模内均连接有可伸缩的伸缩杆B，所述两个伸缩杆B上均垂直连接有橡胶板，所述玻璃毛坯连接在两个橡胶板之间。

所述的一种非球面透镜的模压装置，伸缩板远离冷却腔的一侧连接有保温层。所述上套筒靠近冷却腔的面上连接有导位板，所述导位板与滑杆垂直相接触。所述伸缩板远离冷却腔的一侧上连接有压力传感器A，所述冷却腔内与伸缩板相对的侧面上连接有压力传感器B。

所述的一种非球面透镜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将玻璃毛坯放置在上模和下模之间，通过两个橡胶板固定，然后通过连接在上模和下模内可伸缩的伸缩杆B将玻璃毛坯移动到合适的位置；

(2)调节伸缩杆A伸长，使得伸缩杆A移动出上套筒，进而通过打磨机对玻璃毛坯进行打磨，使得玻璃毛坯的表面光滑；

(3)打磨完毕后，调节伸缩杆A缩短，回到上套筒内，上模和下模内可伸缩的伸缩杆B缩短，使得玻璃毛坯夹紧在上模和下模之间；

(4)调节微波磁控管对上模和下模进行加热，使得玻璃毛坯进行加热；

(5)加热完毕后，将上套筒沿滑杆滑动，使得上套筒带动上模滑动到冷却腔中；

(6)通过冷却腔对玻璃毛坯进行降温，最后得到透镜。

一种非球面透镜的制备方法，所述步骤(6)中冷却的温度为15～20℃。