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光学仪器零部件胶粘剂应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-03-03  浏览次数:89
核心提示:一、光学零件加工与加工工艺材料用胶  光学零件加工是光学仪器制造中的重要组成部分;被加工的光学零件坯料或在制零件,必须粘接
一、光学零件加工与加工工艺材料用胶

  光学零件加工是光学仪器制造中的重要组成部分;被加工的光学零件坯料或在制零件,必须粘接在镜盘上或夹具上,才能完成一定的加工任务。因此,粘接材料是光学零件加工不可缺少的工艺性材料。

  1.光学零件加工过程中使用的粘接材料

  光学零件加工过程中使用的粘接材料,基本上是热熔型的粘接材料,根据光学零件加工的特点和使用要求,这类粘接材料必须具有:良好的粘接性;适当的硬度和脆性;适当的软化温度和良好的热稳定性;优异的化学稳定性;粘接后的内应力小;成分均匀、无有害颗粒杂质;便于脱胶和零件清洗。

  (1)松香胶

  它用于粗磨平面或球面光学零件坯料及磨外圆的粘接。主要由松香和蜂蜡或添加少量紫胶漆片熬制而成,具有较低软化温度(不低于55°),便于上胶和拆胶。

  (2)弹性上盘胶

  它用于古典法光学零件细磨和抛光时,把光学零件粘接在镜盘上。主要由松香、石油沥青及中性填料组成,或添加适量的改性松香熬制而成。其制品的软化温度一般在80~85℃。

       (3)刚性上盘胶

  它用于光学零件高效加工刚性盘的粘接,这种刚性上盘胶仍为热熔型的粘接材料。大致有二种:其一是用库马隆树脂、酚醛树脂或改性松香酯、中性填料等熬制成的热熔胶。使用时将刚性盘加热,涂上胶,再将镜片粘上。其二是用普通弹性胶或以聚乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA),增粘树脂、软化剂等熬制成热熔胶,浸涂在纸质或布质基材上,剪成相应大小的圆片以备使用,使用方法同上。

  (4)磨边定心胶

  它用于抛光好的透镜定中心磨边时,将镜片粘接在机床接头上;它是以松香、紫胶或松香、蜂蜡等分别熬制成的热熔胶。前者热稳定性好、后者热稳定性差。

  (5)棱镜定位用粘接材料

  用于棱镜固定在镜盘上,一般采用500#快硬硅酸盐水泥与注型石膏(1∶3)用水调和,将被加工的棱镜固定在镜盘上,水泥可以增强石膏盘的强度,降低膨胀系数。用于棱镜加工过程中工艺性定位用胶及高效加工流水线固定用胶,普遍采用四-氰基丙烯酸酯胶,其粘接强度,可以在涂胶后在空气中暴露时间长短以予调节,这主要考虑拆胶方便。

  光学零件加工过程中使用的粘接材料,已从单一的天然树脂、逐步采用改性树脂、合成树脂、改善了粘接材料的使用性能。高效加工用“粘接片”对粘接强度、厚度尺寸、应力等均有较高的要求。除此,还出现使用低熔点合金作为眼镜片上盘用粘接材料。
2.光学零件加工用研磨抛光材料及结合剂

  光学零件加工用研磨抛光材料,是具有特殊要求的工艺性材料,它既是模具、又是磨料的载体,由于研磨抛光的加工方式不同,其研磨抛光的模层材料,不尽相同,即有区别。

  (1)古典法与高速抛光模层材料、传统的古典法与后来的高速抛光,尽管在加工方式上有所不同,但都是采用散粒磨料加工,基本仍属同一范畴。传统的古典法抛光模层材料,是沿用多年的抛光沥青与松香等熬制成的柏油抛光模,或在其中添加少量的轻质碳酸钙、羊毛、聚乙烯醇等填料,以提高其耐磨性和磨削能力。高速抛光,因其机床主轴转速较快,对抛光模层材料要求硬度高一些,都采用柏油混合模外,多采用合成树脂,如库马隆树脂、聚氨酯树脂为合成树脂模,并在其中添加抛光粉或其它无机粉末,这里引用的树脂既作为模层材料,又为在其中添加无机粉末或抛光粉的结合剂。

  (2)光学高效加工研磨与抛光材料结合剂。光学加工高效生产,是近十多年兴起的光学加工最新方式,其主要特征是采用固着磨料加工,即用树脂胶为结合剂,分别固着金刚石微粉或抛光粉及其它辅助材料,使其成分具有一定形状的研磨或抛光材料。在研磨或抛光过程中起支撑磨料的作用,并使其具有一定的磨削能力和周期性的自锐作用。

  结合剂树脂及其形态的选择是十分重要的;研磨材料倾向于用单组份环氧树脂及热塑性酚醛树脂;抛光材料则倾向于用热塑性酚醛树脂及天然树脂中的紫胶树脂。结合剂树脂借助溶剂配制成树脂溶液,配制成树脂溶液,采用冷压成型,后固化工艺。能较好的满足光学研磨及抛光材料的成型性能与使用性能要求,其外观及内在质量均较好。

  (3)光学加工专用工具粘接用胶,光学加工专用的工装模具种类较多,其中需要用粘接技术的,一般选用通用型胶种:常用的有双组份环氧树脂胶、单组份酚醛树脂胶、以及以酚醛-缩醛胶为主的或经过丁腈橡胶改性的酚醛-丁腈胶,以及双组份氧化铜-磷酸盐无机胶等。市售的或自行配制的均可。
二、光学零件胶合用光学胶

  光学零件胶合用胶,即光学胶。是一类与光学零件的光学性能相近,并具有良好粘接性能的高分子物质。它可以把两块或多块光学零件胶合成为能满足光路设计要求的光学组件;也可以用它来粘接光学标尺、测微尺、光栅等光学分划元件,以及滤光器、偏振片等光学偏振元件保护玻璃的粘接、光学塑料元件的粘接。光学胶的质量和性能与光学仪器成像质量和使用性能密切相关。

  对光学胶的基本性能要求是:无色透明;在指定的光波波段内,光透过率大于90%;固化后胶层的折光率与被胶合的光学零件折光率相近;在使用的温度范围内,有较好的粘接强度;固化后胶层的弹性模量低,延伸率大,固化收缩小;耐高低温、抗冲击性能好;耐光、耐湿热老化;可在室温或中温固化,以减少固化后收缩应力及由于胶层和光学零件热膨胀系灵敏不同而产生应力;便以拆胶返修;无毒或低毒,对操作者健康无害。

  1.天然树脂光学胶

  天然树脂光学胶,是采用松科的冷杉亚科属的树种所分泌物的树脂或针叶树种所分泌物的树脂,经加工制成。冷杉属的树脂,具有天然的不结晶性、折光率接近于光学玻璃,透明度高,并能迅速固化,便于拆胶返修等特点。

  (1)加拿大香胶
        (2)冷杉香胶
        (3)中性树脂胶
        (4)中国香胶
2.合成树脂光学胶

  合成树脂光学胶,是采用化学单体物质,经过化学合成一类具有优良的光学性能与粘接性能的高分子物质。有

  (1)甲醇胶

  (2)光学环氧树脂胶
  (3)光学光敏胶

  4)光学塑料元件的粘接用胶

  光学塑料元件有单件固定在机械结构上使用的,也有与光学玻璃元件组合在一起使用的,后者就用到粘接技术。光学塑料同其它工程塑料一样,一般都是低表面能材料,被认为是难粘材料。做为光学粘接,既不能加热熔接或溶剂粘接,也不能用一般的胶粘剂粘接。一定要用光学性能好,透明度高的光学粘接材料,同时对光学塑料的表面、不允许采用一般工程塑料的表面处理方法,除净化处理外,不能采用粗糙化或改变表面物理化学性质的处理方法,这就增加粘接工艺的难度。

 (5)一些特殊用途的光学胶: ①有机硅凝胶   ②聚醋酸乙烯酯胶   ③聚乙烯醇缩丁醛胶片
 
 
 
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