Infrarotoptik-Schleifmaschine
Eine Infrarotoptik-Schleifmaschine für die Produktion von Kleinaperturarbeiten – konvex, konkav oder flach auf einer Spindel, auf Ge, ZnSe, ZnS, Si oder Saphirrohlingen bis zu Ø 100 mm, mit einer Formgenauigkeit von ±0,005 mm und Zentrierung innerhalb 20″.
Ein kompakter sphärischer Generator für kleine IR-Optiken
SPS + Servo-Steuerung, mechanische Zentrierung mit optischer Achsprüfung durch ein Centroscope und eine Spindel, die konvexe, konkave und flächige Oberflächen ohne Werkzeugwechsel bearbeitet.
Die G-100 Infrarotoptik-Schleifmaschine ist ein kompakter sphärischer Generator, der auf einer Gusseisenbasis für Vibrationsstabilität aufgebaut ist — die Spindel-Vibration liegt innerhalb von ±3 µm, was die Formtoleranz bei einer dünnen Ge-Linse gewährleistet. Die Steuerung erfolgt über SPS + Servo mit einer englischen HMI und einem Handbediengerät; dies ist bewusst kein vollwertiges CNC, da die sphärische Produktion dies nicht benötigt und die einfachere Benutzeroberfläche einen neuen Bediener innerhalb einer Schicht schult.
- Werkstückbereich Ø 10–100 mm · Dicke ≤ 30 mm
- Positioniergenauigkeit ±0,003 mm auf jeder Achse
- Spindel-Rundlauf radial & axial innerhalb 0,005 mm
- Spindel-Vibration Verschiebung ≤ ±3 µm
- Lager NSK 7203C / 7005AC P4 mechanische Lager, natürliche Luftkühlung
- Control SPS + Servo · Englische HMI · Handbediengerät · Spielkompensation N/A (Servo direkt)
Was die G-100 Infrarotoptik-Schleifmaschine leistet
Ein sphärischer Generator für die Produktion von IR-Linsen mit kleiner Apertur — keine CNC-Freiformmaschine, kein Desktop-Läppgerät. Die unten aufgeführten Merkmale sind das, was tatsächlich Form, Durchsatz und Ausbeute auf der Werkstattetage bestimmt.
Konvex, konkav & flach — eine Spindel
Derselbe Spannfutter bewältigt alle drei Oberflächenarten bis Ø 100 mm. Kein Radwechsel, kein Spannvorrichtungswechsel – Programm ändern, Oberfläche ändern.
±0,005 mm Form, ≤ 20″ Zentrierung
Die Oberflächenform nach dem Schleifen liegt innerhalb von 0,005 mm; die Zentrierung mit der Centroscope-Optikachse bleibt innerhalb von 20 Bogensekunden – eng genug für athermalisierte Wärmebildsysteme.
< 0,2 mm Kantenabplatzer
Auf Germanium und ZnSe – beides Materialien, die eine falsche Radwahl bestrafen. Die Spindlstabilität des G-100 (±3 µm Vibration) und das empfohlene galvanisch beschichtete Rad (350–400 Körnung) halten zusammen die Abplatzer innerhalb der Zentrierungszugabe.
~45 Sek. / Seite Zyklus, Ø 40 mm Ge
Typisches Flächenschleifen auf einem Ø 40 mm Germanium-Rohling mit 0,5 mm einseitiger Zugabe – schnell genug, dass eine kleine Wärmebildzeile beim Schleifen nicht zum Engpass wird.
SPS + Servo, kein volles CNC
Absichtlich. Die sphärische Produktion beim Schleifen benötigt keine CNC-Lizenz – die SPS + Servo-Steuerung mit englischem HMI trainiert einen neuen Bediener in einer Schicht und überspringt die Lizenzkosten, die bei sphärischen Arbeiten nichts bringen.
Gusseisenbasis, ±3 µm Spindel-Vibration
Vibration zeigt sich als Formfehler und Kantenabplatzer. Die Gusseisenbasis dämpft sie, die Präzisions-NSK-Lager halten den radialen / axialen Rundlauf innerhalb von 0,005 mm, und die natürliche Luftkühlung hält thermische Drift vom Spindelkasten fern.
Im Laden eines Kunden: 3 G-100 Einheiten, dann eine Nachbestellung von 10 Einheiten
Ein kurzer Rundgang durch die Produktionshalle eines Kunden, in der die G-100 Infrarot-Optik-Schleifmaschine läuft. Sie begannen mit 3 Einheiten, ließen die Linie einen Produktionszyklus durchlaufen und kamen für eine Nachbestellung von 10 Einheiten zurück – 13 G-100 in einem Laden, für denselben Auftrag.
▸ Kundenhalle – 3 G-100 Einheiten, dann eine Nachbestellung von 10 Einheiten
Benötigen Sie einen Clip für Ihre spezifische Linsenzeichnung? Wenn Sie eine Probeschleifung anfordern, zeichnen wir den Lauf auf Ihrem Rohling auf und senden ihn mit dem Metrologiebericht.
Warum das Schleifen von IR-Objektiven mit kleiner Blende in erster Linie ein Durchsatzproblem darstellt
Für Werkstätten, die eine Infrarot-Optikschleifmaschine für thermische Bildgebung in großen Mengen betreiben – Ø 20–60 mm Ge- oder ZnSe-Linsen für Handheld-Zielfernrohre, Automotive ADAS oder Sensormodule – sind nicht die Materialpreise der Kostentreiber. Die Barren und Wafer sind bereits geschnitten. Es geht darum, wie viele Teile pro Schicht von der Schleifmaschine kommen und wie viele dieser Teile auf Anhieb innerhalb der Spezifikationen liegen.
Zwei Zahlen bestimmen das. Erstens, die Zykluszeit pro Fläche. Eine typische Ø 40 mm Germaniumlinse mit 0,5 mm einseitiger Zugabe schleift auf der G-100 in 40–50 Sekunden; beidseitig sind das etwa 90 Sekunden plus Einspannen. Bei 60% Auslastung über eine 8-Stunden-Schicht produziert eine einzelne G-100 200–300 Linsen. Zweitens, die Ausbeute beim ersten Durchgang. Die G-100 hält die Form innerhalb von 0,005 mm und die Absplitterung unter 0,2 mm; das ist ausreichend Spielraum, damit die nachgeschalteten Zentrier- und Polierstufen kein Material zurück nach oben ablehnen.
Wo die Infrarot-Optikschleifmaschine G-100 ihren Wert gegenüber einer Allzweck-CNC-Freiformschleifmaschine unter Beweis stellt, ist derselbe Ort, an dem sie ihn gegenüber einem ausgelagerten Schleifservice unter Beweis stellt: Kugelförmige Arbeiten benötigen nicht die Funktionsvielfalt von CNC-Freiform, und Outsourcing tauscht Zykluszeit gegen Vorlaufzeit. Für die Theorie der Oberflächengüte und Details zur Übergabe vom Schleifen zum Polieren siehe unser Germanium-Linsen schleifen Prozessseite.
Kugelförmige Erzeugung, plus die Details, die jeder vergisst zu spezifizieren
Ein Spindel für drei Oberflächenarten
Kippen Sie den Schleifscheibenkopf, ändern Sie das Programm – derselbe Spannfutter und dieselbe Spindel erzeugen konvexe, konkave oder flache Oberflächen auf demselben Linsenrohling, wenn Sie beide Seiten eines Meniskus benötigen. Die Schleifscheibe selbst ist eine 350–400er Körnung, galvanisch beschichtete Nickel-Bond-Tasse auf einem 1/45 Stahlbasis; wir liefern die G-100 mit einer Schleifscheibe für jede gängige Körnung, und ein Schleifscheibenwechsel dauert unter fünf Minuten, sobald die Spindel kalibriert ist.
Zentrierung vor dem Schleifen, nicht danach
Das integrierte Centroscope ermöglicht die Erreichung der Zentriertoleranz von ≤ 20 Zoll. Legen Sie den Rohling in das Spannfutter, schwenken Sie das Centroscope in den optischen Pfad, drehen Sie das Spannfutter, bis der optische Achsenstift ruhig auf dem Fadenkreuz sitzt, und verriegeln Sie es. Nun hat der Zyklus der sphärischen Erzeugung eine echte optische Achsenreferenz, keine mechanische Außendurchmesserreferenz. Die Dezentrierung des fertigen Teils wird durch die Genauigkeit der Centroscope-Einstellung begrenzt, nicht durch die Rundheit des Außendurchmessers des Rohlings.
Der G-100 führt keine Software-Rückspielkompensation durch, da der Servo eine direkte Kugelumlaufspindel antreibt, ohne Spiel ausgleichen zu müssen. Neukunden, die eine Rückspielkompensation als Spezifikation verlangen, übernehmen dies normalerweise von einer Schrittmotor-gesteuerten Maschine. Bei servogesteuerten Kugelumlaufspindeln wie dieser ist die relevante Spezifikation die Wiederholgenauigkeit (hier ±0,003 mm) und nicht das Spiel. Es lohnt sich, dies zu erwähnen, bevor das Datenblatt mit "nein" zurückkommt und sich jemand Sorgen macht.
Wie schneidet eine spezielle Kugelschleifmaschine im Vergleich zu CNC-Freiform und Outsourcing ab?
Die meisten IR-Arbeiten mit kleinen Aperturen sind sphärisch oder nahezu sphärisch. Eine spezielle Infrarot-Optik-Schleifmaschine wie die G-100 erledigt dies nativ. Eine vollständige CNC-Freiformschleifmaschine erledigt die Aufgabe ebenfalls, ist aber für Asphären und Freiformoptiken optimiert – Funktionen, für die Sie bezahlen und die Sie nicht nutzen. Outsourcing tauscht Zykluszeit gegen Lieferzeit. Hier ist ein Vergleich der drei Ansätze für einen typischen Ø 40 mm Ge-Produktionslauf.
| Ansatz | Zyklus / Seite | Formtoleranz | Einrichtung & Schulung | Lieferzeit |
|---|---|---|---|---|
| Vollständige CNC-Freiformschleifmaschine | 90–120 Sek. | Eng (Overkill) | CNC-Programmierer erforderlich | Tage |
| Ausgelagertes Schleifen | n/a | Variiert je nach Anbieter | keine (Zeichnungsübergabe) | 2–6 Wochen |
| G-100 dediziert sphärisch | 40–50 Sek. | ±0,005 mm Form | SPS + Handgerät, eine Schicht | Inhouse |
Der G-100 gewinnt bei der Zykluszeit für seine native Aufgabe (sphärisch, kleine Apertur IR) und verliert gegen eine CNC-Freiformmaschine, wenn Sie auch Asphären auf derselben Maschine benötigen. Das ist ein echter Kompromiss – wenn Ihre Produktmischung 70 % sphärisch und 30 % asphärisch ist, schlagen zwei G-100 plus eine CNC-Freiformmaschine normalerweise drei CNC-Freiformmaschinen sowohl bei den Investitionskosten als auch bei der Schichtleistung. Referenzmaterialdaten sind in Crystrans Germanium-Datenblatt; Toleranzrahmen für fertige Linsen sind ISO 10110.
Der G-100 erzeugt nahezu sphärische Oberflächen mit kontrollierter Abweichung, aber eine echte Asphäre – großer Pfeil, variierende Krümmung – erfordert eine CNC-Freiformspindel mit Closed-Loop-Profilregelung. Ehrliche Antwort: Senden Sie uns die Zeichnung Ihrer Asphäre, und wir sagen Ihnen, ob der G-100 sie bearbeiten kann oder ob Sie eine andere Maschine wünschen.
Gebaut für die Produktion von IR-Objektiven mit kleiner Apertur
Warum die G-100 Infrarotoptik-Schleifmaschine ihren Platz in einer Wärmebildlinie verdient – die Zahlen, die Zykluszeit, Ausbeute und die Toleranzübergabe an Zentrierung und Polieren bestimmen.
G-100 technische Spezifikationen
Standardkonfigurationsspezifikationen für die G-100 Infrarotoptik-Schleifmaschine. Jede Zeile ist auf Maschinenebene festgelegt – keine Übernahme aus dem Datenblatt eines anderen Modells.
| Werkstückdurchmesser | Ø 10 – 100 mm |
| Werkstückdicke | ≤ 30 mm |
| Oberflächentypen | konvex · konkav · flach (gleiche Spindel) |
| Achsenpositionierungsgenauigkeit | ±0,003 mm |
| Spindel-Rundlauf / Axialspiel | innerhalb 0,005 mm |
| Spindel-Vibration (Verschiebung) | ≤ ±3 µm |
| Oberflächenform nach dem Schleifen | innerhalb 0,005 mm |
| Zentrierungs-Toleranz (Zentroskop) | ≤ 20″ Bogensekunden |
| Durchmesser-Toleranz | ±0,01 mm |
| Rundheit | ≤ 0,01 mm |
| Kantenabplatzer (Ge / ZnSe) | < 0,2 mm |
| Zyklus / Seite (Ø 40 mm Ge, 0,5 mm Seitenrand) | ~40–50 Sek. |
| Zyklus / Seite (Ø 80–100 mm) | ~70–80 Sek. |
| Empfohlenes Rad | galvanisch vernickelt, 350–400er Körnung auf #45 Stahlbasis |
| Kühlmittel | wasserlösliche Emulsion |
| Lager | NSK 7203C / 7005AC P4 — mechanisch, natürliche Luftkühlung |
| Linearführungen | 4-Richtungs-Gleichlast-Vorspannungs-Präzisionsschiene |
| Kugelumlaufspindeln | einteilige Mutter, nicht geflanschte gewalzte C7-Vorspannung |
| Control | SPS + Servo · Englische HMI · Handbediengerät |
| Zeichnungsstandard | ISO 10110 |
| Lebensdauer (gut gewartet, saubere Umgebung) | 20–30 Jahre |
Toleranzen am geschliffenen Teil fließen in die Zentriermaschine und den Polierer pro ISO 10110. Das auf dieser Stufe verbleibende Formfehlerrbudget gibt dem Polierer sein Abtragsziel vor.
Welche IR-Materialien schleift die G-100?
Die spröden IR-Materialien, die am häufigsten bei thermischen Abbildungen mit kleiner Apertur und CO₂-Laseroptiken vorkommen. Jedes erhält seine eigene Radkörnung und Kühlmittelkadenz — die G-100 wird mit Parametersätzen für die gängigsten geliefert, und wir kalibrieren neue Sätze auf vom Kunden gelieferten Rohlingen:
- Germanium (Ge) — Mohs 6–6,5, Spaltung an {111}; 350–400er Körnung, sanfter Vorschub
- Zinkselenid (ZnSe) — weicher Mohs 4–4,5, leicht absplitterbar; leichter Kontakt, frische Suspension
- Zinksulfid (ZnS) — multispektrale und klare Qualitäten; ähnlicher Ansatz wie bei ZnSe
- Silizium (Si) — etablierter Parameter-Satz für sphärisches Schleifen
- Saphir — langsamere Abtragsrate, aber stabile, kratzfeste Endoberfläche
- BK7 / K9 optisches Glas — Referenz-Workflow für schnelle Radprüfung
Für tiefgehende ZnSe / ZnS Schleifchemie — Kompromisse zwischen Radkörnung und Abtragsrate, Kühlmittel-pH-Wert, Kontrolle von Kantenabplatzungen an der {110} Spaltfläche — siehe unsere dedizierte ZnSe / ZnS Optikschleifmaschine Seite.
Wo sie in eine IR-Objektivreihe passt
Die G-100 Infrarot-Optikschleifmaschine sitzt zwischen der Schneidstation und dem Polierer. Sie nimmt einen geschnittenen Linsenrohling – typischerweise von einer Endlosdrahtsäge – und übergibt dem Polierer eine geschliffene Oberfläche mit einer Formgenauigkeit von 0,005 mm und einer SSD, die so flach ist, dass die Polierzeit begrenzt ist. Die Zentrierung findet hier ebenfalls statt, mit der Centroscope-Prüfung vor jedem Schleifzyklus.
Betrachten Sie die gesamte Kette und nicht nur die Schleifstufe? Die Germanium-Linsenherstellung Lösungsseite beschreibt den Fünf-Stufen-Workflow vom Barren bis zur beschichteten Linse. Die vorgelagerte Kopplung ist hier normalerweise die Germanium-Wafer-Schneidemaschine; das vollständige Ausrüstungssortiment finden Sie unter Ausrüstung für die Herstellung von Infrarotoptiken Hub.
Für größere Linsen – Strahlteiler, großaperturige Verteidigungsoptiken, alles über Ø 100 mm – ist die G-100 der falsche Rahmen. Die G-250 Schleifmaschine deckt Ø 80–250 mm mit denselben sphärischen Erzeugungsprinzipien ab. Für eine tiefgehende ZnSe / ZnS-Materialchemie auf beiden Maschinen ist dieselbe Seite die technische Referenz. Und wenn Sie wirklich asphärische oder Freiformoptiken benötigen, passt eine Voll-CNC-Maschine besser zu dieser Aufgabe als jeder G-Serien-Kugelgenerator.
Lassen Sie eine Musterschleifung an Ihrem eigenen Rohling durchführen
Wählen Sie die G-100 Infrarotoptik-Schleifmaschine, wenn Sie sphärische IR-Arbeiten mit kleiner Apertur durchführen – Wärmebildmodule, Sensoroptiken, ADAS-Linsen – und einen dedizierten sphärischen Generator wünschen, der Ihre Linie nicht zum Engpass macht. Senden Sie uns Ihre fertige Linsenzeichnung und einen geschnittenen Rohling; wir schleifen ein Prüfteil und senden es Ihnen mit einem Messtechnikbericht zurück, bevor Sie sich festlegen.
Vimfun · ISO 9001 · CE-konform · in über 20 Länder versandt
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Tel. +1 (408) 571-8651 · daria@endlesswiresaw.com