光学镜头加工的三类技术

技术文章|光学镜头加工的三类技术
光学镜头加工过程中有极高的精度要求和复杂的技术要求。光学镜头加工涉及三种核心的加工技术：注塑成型法、模压成型法和冷加工成型法是，每一种都有其优势和应用场景。
一、注塑成型法：
注塑成型法采用的原料通常是光学塑料，常见的光学塑料有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、PC(聚碳酸酯**)等，它们具有透光率高、重量轻、成本低的特点，适合批量化生产。在制造过程中，通过使用注塑机设备，将原材料加热到流动状态，并以很高压力和较快速度注入精密模具中，经过一定时间的冷却后，将零件从模具中分离出来，就可以得到两面光亮的透镜了。光学塑料热胀系数比玻璃大，因此注塑成型法主要用来生产低精度的批量化非球面光学元件，受加工过程中冷却固化收缩的影响，注塑类光学元件的面形精度通常在PV值1~2um的量级。

应用领域：该技术常用于生产眼镜和一些手机镜头，适用于大批量生产。
材料特点：通常采用塑料透明材料，这种材料相对便宜。
生产过程：通过将熔化的塑料注入模具中，然后在模具中冷却凝固，形成所需的光学镜头形状。

二、模压成型法：
模压成型法是将待模压的玻璃放到模具内加热并将上下两模具合拢，玻璃要热软化后，将其压制成型，随后再做退火、冷却并分离，获得非球面镜片。模具是经过加工过的耐高温钢制品，一般是由单点金刚石车床车削而成，因此，模压成型法的产品精度受限于模具面形精度，通常模压镜片的PV值(峰值与谷值之差)在0.2~0.4um的量级，可满足常规精度镜头需求。

应用领域：普通光学镜头的生产常采用模压成型法，适用于一定批量的生产，并需要制作相应的模具。
材料特点：使用不同材料，根据特定的光学要求选择透明材料。
生产过程：制作模具后，通过将材料加热至可塑性状态，然后在模具中施加压力，使其取得所需形状，最后冷却凝固。

三、冷加工成型法：
冷加工法是最古典的元件加工方法，属于去除式加工，通常分为粗磨、精磨和抛光三大工序，加工的材料可以是玻璃、陶瓷或者晶体材料，能够获得最高的加工精度。当非球面的精度要求较高时，采用磁流变抛光技术**(MRF)和离子束抛光技术(IBF)来实现面形的精修。因为光学设备通常非常的昂贵，因此在精修阶段，手修法也仍然被采用，通过手持抛光小工具，来对非球面产品做抛光和修形，从而提升非球面的面形精度。