왜 이렇게 복잡한 냉가공이 필요한가?
2025.10.05（업데이트 날짜 2025.10.05）
왜 이렇게 복잡한 냉간 가공이 필요한가요?
1. 고품질 광학 렌즈는 매우 까다로운 요구 사항을 가지고 있으며, 이는 주로 다음과 같은 측면에서 반영되어 다단계 정밀 냉가공의 필요성을 결정합니다:
1.1 정밀한 표면 정확도: 렌즈 표면의 곡률 반경은 설계 값과 밀접하게 일치해야 하며, 편차는 일반적으로 나노미터에서 마이크로미터 수준으로 제어되어야 합니다.
1.2 극히 낮은 표면 거칠기: 표면은 초매끄러워야 하며, 미세한 긁힘이나 움푹 들어간 부분이 있으면 빛이 산란되어 눈부심, 잔상, 대비 감소를 초래할 수 있습니다. 이상적인 표면 거칠기는 나노 규모입니다.
1.3 엄격한 치수 공차: 중심 두께 및 외경과 같은 매개변수는 정확하게 제어되어야 합니다.
1.4 표면 손상 없는: 이 과정은 표면 아래에 미세 균열이나 응력층이 남지 않도록 해야 하며, 이는 기계적 강도와 장기적인 안정성을 저해할 수 있습니다.
2. 핵심 프로세스 흐름 (클래식 단계)
현대 광학 렌즈의 냉간 가공은 주로 다음과 같은 상호 연결된 단계로 구성됩니다:
1. 절단/밀링
목적: 큰 유리 블랭크를 렌즈 모양에 근접한 더 작은 조각으로 자르고 초기 형성을 수행하기 위해.
방법: 절단을 위한 다이아몬드 톱날 또는 밀링을 위한 다이아몬드 연마 휠. 이는 상당한 재료 제거가 이루어지는 거친 단계입니다.
결과: 대략적인 형태의 거칠고 반투명한 "빈"입니다.
2. 연삭/정밀 연삭
목적: 렌즈의 곡률 반경과 중심 두께를 더욱 정밀하게 조정하고 연마를 준비하기 위함입니다. 방법: 더 미세한 다이아몬드 연마재(슬러리 또는 연마 휠)를 사용하며, 일반적으로 거친 연마와 미세한 연마로 나뉩니다.
결과: 표면이 미세하게 갈려 빛이 통과할 때 우유빛으로 보이며, 치수와 형태가 최종 사양에 매우 가깝습니다. 이 과정은 "하부 손상층"을 생성합니다.
3. 다듬기
목적: 가장 중요한 단계로, 표면 아래 손상층을 제거하고 매끄럽고 투명하며 결점 없는 광학 표면을 달성하는 것을 목표로 합니다.
방법: 전통적인 연마: 세륨 산화물 또는 실리카 연마 슬러리를 사용하여 피치 또는 폴리우레탄 연마 패드를 사용합니다. 이것은 초매끄러운 표면을 생성하기 위해 약간의 기계적 마모와 화학 반응(수화)을 포함하는 화학 기계적 과정입니다.
컴퓨터 제어 광학 연마 (CCOS): 주류 현대 고정밀 기술. 작은 연마 도구의 대기 시간과 경로가 컴퓨터로 제어되어 재료 제거를 목표로 하며, 표면 오류를 λ/10 또는 그 이상의 정밀도로 수정합니다 (λ = 632.8 nm).
4. 중앙 정렬 및 가장자리
목적: 렌즈의 광학 축(광학 중심)을 외부 가장자리의 기계 축과 일치시키기 위해.
방법: 렌즈는 정밀 회전 스핀들에 장착되어 광학적으로 중심을 맞춘 후 다이아몬드 휠로 가장자리를 다듬습니다. 이는 렌즈 조립 시 정렬 불량을 피하는 데 중요합니다.
5. 코팅
목적: 하나 이상의 광학 박막층을 연마된 렌즈 표면에 적용하여 투과율(반사 방지 코팅), 반사율(거울 코팅)을 향상시키거나 기타 광학 기능(필터링, 빔 분할 등)을 달성하는 것입니다.
방법: 주로 진공 증발 또는 이온 스퍼터링 기술을 사용합니다.
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