プロセスノート / 光学材料

石英玻璃と水晶石英:研削と研磨

「クォーツ」と記載された発注書には、2種類の異なる材料が含まれている可能性があります。一つは非晶質シリカガラス、もう一つは特定の配向を持つ単結晶クォーツかもしれません。名前が似ているという理由だけで両方を同じレシピで処理すると、回避可能な品質問題が発生する可能性があります。.

石英ガラスと結晶性クォーツは、切断、研削、または研磨を開始する前に識別する必要があります。供給されたグレード、構造、および光学要件を確認し、その材料に対してプロセスを適格化してください。化学組成だけでは、または一般的な硬度値だけでは、完全な加工ルートを定義することはできません。.

01 — まず材料名を特定する

石英ガラスは非晶質二酸化ケイ素です。結晶性クォーツは、規則的な結晶構造と方向依存の特性を持っています。また、溶融石英はガラスであり、「クォーツ」という言葉がその名前に含まれていても、納品された材料が単結晶のままであることを意味するわけではないことに注意してください。.

サプライヤーの命名法は、天然原料と合成製造ルート、および光学グレードを区別できます。 Heraeusの材料特性説明 は、これらの製造上および構造上の違いを説明しています。異なる市販名が相互に交換可能であると仮定するのではなく、グレード指定と証明書を使用してください。.

結晶性クォーツについては、必要な配向とその基準を入手してください。シリカガラスについては、光学グレードおよび介在物、均一性、または透過率に関する要件を特定してください。これらは購入時の入力情報であり、加工では後から修正できません。.

様々な形状の光学材料ブランク
光学材料の例。見た目だけでは石英ガラスと結晶性クォーツを区別できません。サプライヤーの材料仕様を確認してください。.

02 — 石英ガラスと結晶性クォーツのプロセス変数を比較する

石英ガラスには単結晶の結晶学的方向依存性がありませんが、それがすべてのブランクまたはプロセス条件を同一にするわけではありません。残留応力、入荷時の損傷、形状、およびワーク保持は依然として重要です。.

結晶性クォーツについては、プロセス記録を通じて配向を維持してください。バーの外部形状は、その結晶軸を確立しません。オペレーターが記録された基準なしに提示方向を変更した場合、後で仕上げの違いが砥石の問題として誤診される可能性があります。.

質問シリカガラスのルート結晶性クォーツのルート
材料を特定するものは何ですか?サプライヤーのグレードとガラス製造仕様必要に応じて結晶配向を加えたグレード
結晶軸基準は必要ですか?結晶学的配向には不要設計またはプロセスによって指定されている場合
切断レシピは自動的に転送できますか?いいえ。形状とグレードは引き続き確認が必要です。いいえ。配向が別の変数になります。
点検で区別する必要があるものは何ですか?面形状、損傷、および光学要件同じ項目に加えて、方向依存の要件

Use the 光学材料概要 問い合わせを整理し、次に装置選定のために実際の材料証明書を提供してください。.

03 — 切断により仕上げ用の材料が確立される

ソーから出たブランクには、完成部品と適格化された除去予算が含まれている必要があります。弓形、厚さのばらつき、およびエッジの損傷は、精密研削が開始される前にその材料を消費する可能性があります。結果として得られるブランクを仕上げられない場合、名目上薄いカットは節約にはなりません。.

石英ガラスのロッドと窓については、治具、支持方法、および入出射条件に対する切断配向を記録してください。結晶性クォーツについては、結晶基準を追加してください。これらの記録により、仕上げチームは形状効果と材料方向効果を区別できます。.

レビュー 石英切断装置 下流プロセスと合わせて。 クォーツ切断時のチッピングに関する議論 は、エッジリザーブに関連しており、これは光学面用に割り当てられた材料とは別に保持する必要があります。.

切断面の写真から、サブサーフェスダメージの深さを推測しないでください。ダメージ除去が最終的な厚さを決定する場合、代表的なサンプルと適切な検査方法を使用して適格化してください。.

04 — 完全な相互作用を中心に研削システムを選択する

砥粒サイズは選択変数の一つにすぎません。結合剤、濃度、砥石の状態、接触形状、送り、液体供給、およびドレッシングが結果に影響します。より細かい砥石は、除去率を低下させたり、不適切な条件下で不安定になったりしながら、ある表面測定値を改善する可能性があります。.

機械および工具サプライヤーの推奨動作範囲から始めてください。同じ工具を再度注文できる程度に完全に砥粒仕様を記録してください。「ファインダイヤモンド」のようなラベルは、再現可能なプロセス定義ではありません。.

石英ガラスについては、表面の滑らかさだけを結果として受け入れるのではなく、除去率と結果として生じるダメージを管理された条件下で比較してください。結晶性クォーツについては、試行マトリックスに指定された方向と配向を含めてください。確認なしに有望な結果を配向間で転送することは避けてください。.

の クォーツ研削選択ページ は、部品図面と合わせて読む必要があります。ブランク径を受け入れる機械でも、適切なサポート、工具アクセス、および最終形状への実証されたルートが必要です。.

流体ホースを備えた処理治具でサポートされた光学部品
ワーク保持と液体供給の例。写真だけでは、ワークピースの材料は確立されません。.

05 — 研磨は、適格化された材料と工具の組み合わせです

研磨性能は、材料、スラリー、パッドまたはラップ、圧力分布、相対運動、およびプロセス履歴に依存します。あるシリカガラスで成功したスラリーが、すべてのクォーツ部品に対して正しいレシピを確立するわけではありません。.

サプライヤーと消耗品を選択し、実際の材料で適格化してください。濃度制御、供給状態、コンディショニング、およびクリーニングを記録してください。適合性と下流の結果をレビューせずに、除去を加速するために化学を変更しないでください。.

石英ガラス光学部品の場合、表面粗さ、面形状、および汚染は別々の結果です。表面は透明に見えても、形状要件を満たさない場合があります。同様に、許容可能な形状測定値が、デリケートなコーティングプロセスへの準備を確立するわけではありません。.

関連する動きとワーク保持オプションを比較してください。 光学研磨装置ガイド. 上向きスイング、下向きスイング、その他の配置は、材料名だけでなく、形状と接触条件に合わせて選択する必要があります。.

06 — ロッド、フラットウィンドウ、レンズには異なる経路が必要です

ロッドは、まずスライスまたは長さの準備が必要になる場合があります。その後、端面処理を行います。平面平行ウィンドウは、両面とその関係の制御が必要です。湾曲レンズは、形状生成ステップと、その曲率に適したサポートが必要です。.

これら3つすべてを単一の引用された「石英研磨サイクル」に結合しないでください。各操作、入荷する材料、および受け入れポイントを特定してください。バッチロードは取り扱いを改善する可能性がありますが、部品が制御された開始条件を共有しない場合、位置間の違いも導入する可能性があります。.

部品形状重要な引き渡し最終検査の焦点
ロッドまたはスライスディスク長さ、端部条件、およびサポートされた切断必要な形状と端面仕様
フラットウィンドウ厚さ分布と面の状態厚さ、平行度またはウェッジ、形状、および光学要件
湾曲レンズブランクエンベロープと生成された曲率曲率、厚さ、センタリング、および表面要件

石英ガラスの製造見積もりには、これらの経路のうちどれが含まれているか、およびどの仕上げまたは検査操作が範囲外であるかを特定する必要があります。.

ドリフトを調査する際には、代表的なランの開始と終了から検査サンプルを保管してください。同じ洗浄と安定化手順の後でそれらを比較してください。サンプルが1つだけ追加の手動洗浄または異なる測定セットアップを受けた場合、比較はもはや製造プロセスを分離しません。不便な結果を破棄するのではなく、それらの例外を記録してください。.

ロッド、フラットウィンドウ、湾曲レンズのプロセス経路
図解されたプロセス経路。実際のステップと装置は、材料、形状、および図面の要件によって異なります。.

07 — 制御された比較を使用してレシピをリリースします

特定されたブランクから始めて、それらの入荷寸法を記録します。研究中の変数を比較しながら、工具と検査方法を一定に保ちます。治具からの解放と最終測定前の洗浄を含めます。.

結果が変わった場合は、材料に起因する前に記録全体を確認してください。新しい工具、変更された接着層、または異なる検査サポートは、材料効果を模倣する可能性があります。原因を調査できるように、部品と操作ごとにデータを整理してください。.

石英ガラスと結晶石英の両方で、資格は意図された検査条件下で受け入れられた部品で終了します。機械がサイクルを完了したとき、または表面が室内の照明で研磨されているように見えるときに終了するわけではありません。.

サプライヤーグレード、該当する場合は向き、ブランク寸法、および完成図面を、 アプリケーションレビュー. 工作物が石英ガラス、溶融石英ガラス、または結晶石英であるかどうかを明確にすることが、有用なプロセス推奨への最初のステップです。.

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