光学零件涂墨-提升成像质量的关键

光学零件非工作面的涂墨是减少杂散光、提高成像质量和系统性能的关键步骤。本文将深入解读日本『GT-7の墨涂り管理书』、台湾《光学涂墨标准》和GB 8264-2008 涂装技术术语等标准,详细介绍光学零件涂墨的技术要求、工艺流程和质量控制方法,帮助您掌握这一重要工艺。

光学零件消光的必要性

·吸收边缘光线

通过在光学零件的非工作面涂墨,可以有效吸收边缘光线,降低杂散光系数,从而提高成像质量和系统的对比度。

·减少反射光

涂墨可以吸收来自镜筒和光阑的反射光,避免这些反射光对成像的影响。

·改善外观

涂墨可以使镜头的外观更加协调、美观,提升产品的整体质感。

涂墨工艺

  

·薄涂:把涂层厚度制成约 0.005mm 及其以下的工艺

·普涂:把涂层厚度制成约 0.005~0.015mm 的工艺。

·厚涂:把涂层厚度制成约 0.015~0.03mm 的工艺。

涂墨的范围和种类

3.1 涂墨的范围
·用于光学系统的玻璃镜片、树脂镜片、复合非球面镜片(HBL)。
·用于镜筒、光阑和其他光学零件非工作面的消光。
·镜片边部面积较大时,涂墨可减小到有效孔径。
·内部各方共同认定的涂墨标准样件。
3.2 涂墨种类
·GT-7墨:高性能双组分环氧树脂涂料行业认可度高,但售价昂贵,订货周期长,且容易受货源供应不稳定等因素影响。
·TR-1油墨国货之光,光学性能和操作性可完全替代GT-7,性价比更高且信耐性更优,是一种针对透镜内侧杂散光消除的高性能消光材料
·普通墨汁水墨光学专用墨无需配比,涂墨后自然干燥即可,使用方便,开封后有限期长达两年,但是吸光性能一般且易掉墨,无法满足光学零件涂墨检验规则,仅适合简单应用。

涂墨工具及设备

4.1 涂具

·切除笔尖的羊毫笔、狼毫笔或马毛笔:用于手工涂墨。

·喷枪、喷笔和空压机:用于喷涂作业。

·镊子夹持的涂墨海绵或泡沫塑料用于小面积涂墨。

   4.2 涂墨机

·全自动涂墨机通常配备有精密的控制系统和涂墨装置,能够精确控制涂墨的厚度、均匀性和位置,以满足不同产品的涂墨需求。能够自动完成涂墨任务,无需人工过多干预,大大提高了生产效率和涂墨质量。但是设备成本昂贵,灵活性有限,故障修复难度大,不适合小批量生产。

·手动涂墨机:手动涂墨机适合中小型企业或需要灵活应对多品种、小批量生产的需求。它具有成本低、灵活性高、易于操作等优点。(设备详情可咨询光学阿杰)

4.3 透镜承座

根据透镜直径和球面半径制作的专用夹具,确保镜片稳定。

4.4 烘箱

烘箱温度可控,内部温度均匀,确保涂层充分固化。

涂墨方式

5.1 机涂作业

1.准备工作:右手执笔涂墨(左手执笔者可自调方法),右脚踏涂墨开关,左手握吸盘、左脚踏吸盘开关,镜片盒在左侧,墨笔、墨瓶在右侧。

2.操作顺序

o在机器复位状态下,左手执吸盘放在待涂镜片上,左脚踏吸盘脚踏开关,将镜片吸起放入透镜承座内,松开吸盘脚踏开关,移开左手。

o右脚踏涂墨开关,镜片开始旋转,右手执笔蘸墨、涂墨,涂墨是一笔完成。

o涂好后,右脚再踏涂墨开关,机器停转,左手执吸盘放在涂好墨的镜片上,左脚踏吸盘开关把镜片吸起,放入镜片盒内。

5.2 喷涂作业

o封边处理:用胶纸将棱镜或方形镜片的无墨区封好。

o喷涂操作按照配墨比例使用高速磁力混合搅拌,使用0.3~0.5mm喷枪连接空压机操作,或者使用喷笔喷涂,喷涂完毕后待阴干燥,揭去胶纸后烘干固化。

5.3 刷涂作业

o工具选择:较小的或复杂的镜片可以用手工方式刷涂,使用小揩笔、点笔和镊子等工具。

o操作要点:刷涂零件的均匀性和一致性较难控制,需要丰富的经验和谨慎操作。

5.4 涂墨要领

1.墨笔蘸墨要适量,余墨要在瓶口荡去。

2.笔尖部要从镜片边缘面的上端平稳地移动到下端,要一笔完成。

3.当涂墨不佳时要及时擦掉、烘干,重新再涂。

4.在涂墨过程中,注意不要划伤或污染镜片抛光面

5.5 干燥条件

·干燥原则

o温度高,时间短;温度低,时间长。温度不同,反应速度或生成物也不同,反应越彻底,生成物越稳定,墨的强度就越好。

·干燥条件

o玻璃透镜:推荐干燥条件为150℃,恒温1小时。

o胶合镜片:推荐干燥条件为90℃,恒温3小时。

o放入烘箱的盒子、垫盒纸:要耐高温、无挥发物,推荐使用镀膜前用的柱形铝架。

o固化时间:是指温度升到指定温度后的恒温时间,达到时间关掉电源,镜片随烘箱自然冷却到40℃时,方可开门取镜片。

5.6 涂墨的缺陷及纠正措施

涂墨对透镜中心误差的影响

6.1 偏心仪测量

涂墨后,由于墨种、厚度和圆度的变化,可能会增加透镜的偏心差(C)。需要严格控制在技术要求范围内目前测试偏心差最常用的设备为反射式偏心仪。(设备详情可咨询光学阿杰)

6.2 偏心差变化表

6.3 尺寸变化

一般情况下,涂墨后尺寸不需要特别控制,除非有特殊要求。

光学零件涂墨检验规则

7.1 型式检验

每月初的涂墨首件、新进涂料、发现异常或用户要求时进行。检验项目包括高温、低温、湿热、附着力试验。

7.2 出厂检验

目力判断:涂墨质量应满足以下项目:

o从镜面向涂墨面观察,涂层要呈黑色(Nd≥1.68除外)。

o涂层要平整、均匀,无杂质、无明显刷痕,刷痕可按商定的样品进行验收。

o用无水乙醇与无水乙醚混合溶液擦拭,不得掉墨。

o不允许发白、脱墨、桔皮、积墨、飞墨等缺陷。

o涂层面积大于5cm²时,针孔和白点允许1个/5cm²。

o每批抽检3件,分别检验附着力、涂层厚度和偏心变化。

通过对光学零件进行科学合理的涂墨处理,不仅可以显著提升产品的光学性能,还能延长使用寿命。

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