Productieproces en werkschema van HWB Optisch Glas
De productie van HWB-optisch glas is een zeer nauwkeurige en gecontroleerde reeks bewerkingen die zijn ontworpen om specifieke optische eigenschappen te bereiken, zoals brekingsindex, Abbe-getal en hoge doorlatendheid. Het volledige proces kan worden onderverdeeld in de volgende belangrijke fasen:
- Mengselbereiding en grondstofvoorbereiding
- Proces: Ultra-hoogzuivere grondstoffen (bijvoorbeeld siliciumdioxide, booroxide, bariumcarbonaat en diverse andere oxiden en doteringselementen) worden nauwkeurig gewogen volgens de vertrouwelijke chemische formule voor HWB-glas.
- Doel: Om ervoor te zorgen dat het eindglas precies de vereiste chemische samenstelling heeft voor de beoogde optische en fysische eigenschappen. De mengeling wordt een "batch" genoemd.
- Proces: De gemengde partij wordt in een hoogtemperatuuroven gevoerd. Voor hoogwaardig optisch glas zoals HWB is de smeltkroes of tank vaak bekleed met platina of soortgelijke inerte materialen om verontreiniging vanuit de ovenwanden te voorkomen.
- Voorwaarden: Het smelten vindt plaats bij extreme temperaturen, meestal tussen 1300 °C en 1600 °C, afhankelijk van de samenstelling.
- Raffinage en Homogenisatie
- Raffinage (Fining): Het gesmolten glas wordt op hoge temperatuur gehouden zodat gasbellen (zaadjes) naar het oppervlak kunnen stijgen en ontsnappen. Er kunnen ook chemische raffinagemiddelen worden gebruikt om het oplossen en verwijderen van deze bellen te ondersteunen.
- Homogenisatie: De smelt wordt krachtig geroerd met behulp van een platinaroor om eventuele strepen of aders (lokale variaties in samenstelling) te elimineren. Deze stap is cruciaal om de hoge optische homogeniteit te bereiken die nodig is voor precisie-lenzen.
- Proces: De homogene, bellevrije smelt wordt vervolgens in een bruikbare vorm gebracht. Veelgebruikte vormgevingsmethoden zijn:
- Gieten: Het smeltproduct wordt in voorverwarmde mallen gegoten om ruwe lensblanken, prisma's of blokken te vormen.
- Storten: Gieten in grote blokken die later in kleinere stukken worden gesneden.
- Continu walsen: Voor de productie van grote glasplaten.
- Proces: Het gevormde glas wordt overgebracht naar een speciale oven, genaamd een gloeioven (annealing lehr). Hier wordt het verwarmd tot een nauwkeurige temperatuur onder het smeltpunt en vervolgens zeer langzaam afgekoeld volgens een strikt gecontroleerd tijd-temperatuurprofiel.
- Doel: Om inwendige spanningen te verminderen die zijn ontstaan tijdens het vormen en afkoelen. Niet-verminderde spanning kan birefringentie veroorzaken en het glas kwetsbaar maken voor breuk, waardoor het onbruikbaar wordt voor optische toepassingen.
- Koudbewerking / Precisiemachinale bewerking
- Dit wordt meestal uitgevoerd door fabrikanten van optische componenten die de gegloeide glasblanken kopen. Het proces omvat:
- Snijden: Grote blokken worden in kleinere, hanteerbare maten gesneden.
- Slijpen: Diamantbezettede wielen worden gebruikt om het glas te vormen tot de vereiste kromming en afmetingen (genereren).
- Schuren en polijsten: stapsgewijs fijnere schuurmiddelen gebruiken en tot slot een polijstpasta (bijvoorbeeld ceriumoxide) aanbrengen op een polijstkussen om een oppervlak van optische kwaliteit te verkrijgen met een nanometerprecisie gladheid en minimale subschade.
- Proces: Na het polijsten worden vaak optische coatings (zoals antireflectiecoatings) aangebracht op de oppervlakken met behulp van technieken zoals fysische dampafzetting (PVD) of sputteren.
- Doel: Om de lichtdoorgang te verbeteren en reflecties te verminderen, waardoor de algehele prestaties van het optische element worden verhoogd.
- Kwaliteitscontrole en -inspectie
- Dit is een integraal onderdeel van het gehele proces. Belangrijke parameters die worden gecontroleerd zijn:
- Optische eigenschappen: Brekingsindex (nd) en Abbe-getal ( ν d).
- Interne kwaliteit: Homogeniteit, aanwezigheid van bellen en insluitingen.
- Spanning: Niveau van restspanning, gemeten met een pol
Voordelen van HWB O optisch G - Meisje.
De belangrijkste voordelen van HWB-optisch glas zijn afkomstig van de zorgvuldig ontworpen chemische samenstelling, die doorgaans een balans biedt van de volgende eigenschappen:
- Uitstekende transparantie en hoge doorlaatbaarheid
- Het vertoont zeer hoge lichtdoorlatendheid over een breed spectraalbereik, van zichtbaar licht tot nabij-infrarood (of specifiek ontworpen golflengten), waardoor lichtverlies binnen het optische systeem wordt geminimaliseerd.
- Deze glassoort bezit doorgaans een hoge weerstand tegen milieu-invloeden zoals vocht, bevlekking en milde chemicaliën. Dit garandeert een lange levensduur en betrouwbaarheid van optische componenten zonder significante prestatiedaling.
- Hoge chemische duurzaamheid
- Het toont vaak sterke weerstand tegen corrosie en weersinvloeden, waardoor het glasoppervlak wordt beschermd tegen aanvallen door water, zuren of alkaliën, wat helpt bij het behoud van oppervlaktekwaliteit en optische helderheid.
- Door middel van nauwkeurige productie en gecontroleerde gloeiprocessen kan HWB-glas zeer lage niveaus van interne spanning bereiken, wat resulteert in minimale birefringentie. Dit is cruciaal voor hoogwaardige toepassingen zoals microscopie en lithografie waar gepolariseerd licht wordt gebruikt.
- Goede mechanische eigenschappen en bewerkbaarheid
- Het heeft voldoende hardheid en sterkte om de zware eisen van optische fabricage te weerstaan, inclusief snijden, slijpen en polijsten, waardoor het met hoge precisie in complexe lenzen en prisma's kan worden gevormd.
Toepassingen van HWB O optisch G - Meisje.
Vanwege zijn gunstige eigenschappen wordt HWB-optisch glas op grote schaal gebruikt in diverse high-tech- en industriële sectoren:
- Precisiebeeldvormingslenzen
- Microscopie
- Fotolenzen
- Optische instrumenten en sensoren
-
Laser Systemen
EN
