Станок для резки и полировки ИК-оптики
На линии ИК-оптики основную нагрузку по обеспечению оптического качества несут две станции: передняя (резка) и задняя (полировка). Оптический станок для резки и полировки ИК-излучения Комплект станций-опор от Vimfun сочетает резку проволокой с замкнутым контуром и асферическую полировку в рамках одного бюджета допусков ISO 10110 — разработанный для модернизации существующих установок и частичной модернизации линии, когда промежуточные станции остаются прежними.
Почему резка и полировка являются станциями с рычагом воздействия на линии ИК-оптики?
Между передней резкой и задней полировкой линия ИК-оптики добавляет оптическое качество, удаляет материал и требует трудозатрат. Но не каждая станция вносит одинаковый вклад — и пара станков для резки и полировки ИК-оптики является местом концентрации рычага воздействия.
Типичная линия линз из Ge / ZnSe / Si состоит из пяти станций: резка → центрирование → шлифовка → полировка → покрытие. Центрирование — это механическая регулировка — она определяет существующую геометрию, но не изменяет ее. Шлифовка создает сферическую или асферическую форму, но ее бюджет допуска составляет то, что было доставлено резкой выше по потоку. Покрытие — это химический этап, который почти полностью зависит от того, что было доставлено полировкой. Две станции, которые **устанавливают качество для всех пяти последующих точек**, — это резка спереди и полировка сзади.
Для цехов, рассматривающих модернизацию станков для резки и полировки ИК-оптики, рычаг воздействия проявляется тремя способами. Во-первых, каждый микрон подповерхностного повреждения (ССУ), оставленный резкой, становится микроном, который полировщик должен удалить — как правило, по стоимости в 100 раз выше за микрон. Во-вторых, каждый 0,1 мм скола края от резки становится допуском на центрирование, который оператор должен компенсировать. В-третьих, каждая нанометровая шероховатость поверхности, оставленная полировщиком, определяет, будет ли антибликовое покрытие держаться 6 месяцев или 6 лет. Ни одна из средних станций не имеет такого кумулятивного эффекта.
Вот почему частичная модернизация линии — замена только станций резки и полировки при сохранении существующего оборудования для центрирования и шлифовки — часто обеспечивает более быструю окупаемость инвестиций, чем полная замена линии. Вы заменяете две станции, качество которых наиболее сильно влияет на последующие этапы, на линии, где другие станции уже были адекватны.
Как резка формирует нагрузку на полировку ниже по потоку?
Передача между резкой и полировкой несет четыре числа, которые напрямую переходят из спецификации выходных данных одной станции в спецификацию входных данных другой. Выбор пары станков для резки и полировки ИК-оптики без понимания этой передачи приводит к тому, что цеха получают резаки, слишком быстрые для своих полировщиков (или полировщики, слишком медленные для качества резки).
- Ширина реза ~0,5 мм проволока с замкнутым контуром против 5–10 мм кольцевого сверла. Меньший пропил = меньше отходов материала, меньшие заготовки, меньше для удаления полировкой.
- Edge chipping < 0,1 мм на проволоке с замкнутым контуром против 0,3–0,8 мм, типичных для кольцевого сверла. Сколы становятся допуском на центрирование, который определяет, где находится опорная ось полировки.
- Подповерхностное повреждение (SSD) 5–15 мкм на чистой проволочной резке по сравнению с 30–80 мкм на ID-пиле. SSD — это минимальная глубина снятия материала полировщиком — каждый микрон стоит времени цикла и износа инструмента.
- Шероховатость поверхности после резки (Ra) 0,6–1,2 мкм на проволоке с замкнутым контуром — достаточно тонкая, чтобы перейти непосредственно к полировке, пропуская грубую шлифовку в некоторых рабочих процессах.
Самая чистая резка оставляет наименьшую нагрузку на полировку. Это не маркетинговое заявление — это та же физика, независимо от поставщика. Преимущество покупки обеих станций у одного поставщика заключается в том, что выходные характеристики режущей станции ЯВЛЯЮТСЯ входными характеристиками полировальной станции, на одном чертеже на ISO 10110, без перевода на каждого поставщика. Для поведения, специфичного для материала — расщепление Ge {111}, плоскости ZnSe {110}, твердость сапфира — наборы параметров находятся в настройках каждой станции.
Три режущие машины Vimfun подают материал на полировальную станцию
Каждая режущая машина подходит для корпуса с различной геометрией заготовки. Выбирайте по выходной форме, а не по желаемым функциям.
SG40 — обычная резка круглых пластин
Сайт машина для нарезки пластин из германия SG40 производит круглые пластины из слитка Ge или Si с толщиной реза ~0,5 мм, в одинарной или смешанной толщине в соответствии с программой. Самая высокая производительность из трех режущих машин и естественная подача для любого рабочего процесса полировки круглых линз. Выход Ra 0,6–1,2 мкм, SSD 5–15 мкм — самый чистый вход, который может ожидать полировщик.
SGR40 — заготовки для вращающихся призм / многогранников
Сайт Станок для резки заготовок германиевых линз SGR40 добавляет поворотный рабочий стол для индексированной резки нескольких форм — шестиугольные заготовки, призматические окна, оптические элементы корпуса многогранников. Та же толщина реза и качество кромки, что и у SG40; разница в геометрии. Полировка на выходной стороне обрабатывает плоские или мелкокриволинейные поверхности, типичные для окон корпуса.
SGI 40 — заготовки произвольной формы
Сайт проволочная пила для резки слитков германия SGI 40 считывает файлы DXF и вырезает произвольные замкнутые контуры — полумесяцы, неаксиальные формы, нерегулярные заготовки для тепловизионной съемки. Передача полировки здесь обычно включает дополнительный этап асферической полировки, поскольку эти заготовки часто соответствуют асферическим или неаксиальным поверхностям.
Отправьте спецификацию вашей необработанной линзы — материал, апертуру, тип поверхности, целевой объем — и мы предложим рекомендуемый станок для резки и соответствующий полировальный класс. Большинство консультаций уточняются за 1–2 электронных письма.
Один шпиндель обрабатывает асферические, сферические и плоские поверхности
На полировальном конце пары станков для резки и полировки ИК-оптики полировальная машина Vimfun для асферических поверхностей обрабатывает заготовки диаметром до 300 мм. Один шпиндель обрабатывает асферические, сферические и плоские поверхности на выпуклой и вогнутой сторонах — смена инструмента между типами поверхностей не требуется. Время цикла составляет около 3 минут на сторону для сферических работ, в 2–3 раза больше для асферических, в зависимости от отклонения от наилучшей сферы.
- Шероховатость поверхности Ra < 5 нм после финишной полировки — достаточно тонко для прямой осадки DLC или BBAR
- Неровность формы лучше, чем 1λ при 633 нм (гораздо менее строгие требования, чем для оптики видимого спектра)
- Диапазон заготовок Ø ≤ 300 мм, подходит для небольшой тепловизионной оптики и крупной оптики для оборонной промышленности
- Поддержка материалов Ge, ZnSe, ZnS, Si, сапфир, BK7, плавленый кварц — материал-специфичная химия подушечек и суспензий для каждой детали
Полировальная станция в настоящее время доступна как часть комплекта станков для резки и полировки ИК-оптики — у нее пока нет отдельной страницы продукта. Спецификации и варианты конфигурации отправляются вместе с предложением по линии. Для получения подробной информации о химии материалов, особенно для полировки халькогенидов, см. шлифовальный станок для оптики ZnSe / ZnS страницу, которая охватывает те же ограничения по химии, которые влияют на полировку.
Варианты станков Vimfun для резки и полировки ИК-оптики — краткий обзор
Три станка для резки плюс полировальная машина. Станок для резки имеет страницу продукта; полировальная машина поставляется как часть комплекта для резки + полировки.
| Machine | Станция | Диапазон | Почему это сочетание для резки + полировки |
|---|---|---|---|
| SG40 | Резка — круглая резка пластин | Слитки Ø ≤ 200 мм | Наибольший объем подачи на полировальный станок; чистота Ra 0,6–1,2 мкм |
| SGR40 | Резка — роторная многоформная | Слитки Ø ≤ 200 мм | Заготовки для призмы / многоугольника для полировки плоской поверхности |
| SGI 40 | Резка — DXF произвольной формы | Ø ≤ 185 × L 400 мм | Заготовки для внеосевых / полумесяцевых поверхностей для асферической полировки |
| Асферический полировальный станок | Полировка — асферическая / сферическая / плоская | Ø ≤ 300 мм | Ra < 5 нм, форма < 1λ@633 нм — один шпиндель (линейная сборка) |
Для более широкого контекста оборудования — центровка, шлифовка, просветляющее покрытие — см. оборудование для производства германиевых линз концентратор (5-ступенчатый полный обзор) или более широкий центре оборудования для производства инфракрасной оптики каталог.
Какая конфигурация Vimfun подходит для вашего сценария резки и полировки?
Три сценария частичного обновления охватывают большинство консультаций по линиям резки и полировки. Найдите свой ниже.
Сценарий A — Устаревший резак, полировальный станок все еще приемлем
Вы сохраняете свою существующую линию полировки и заменяете только станцию резки. Наиболее частая причина: переход от кольцевого сверла или пилы с внутренним диаметром к проволоке с замкнутым контуром для экономии материала на Ge. Конфигурация: одна из трех режущих машин Vimfun (в зависимости от геометрии вашей заготовки) плюс проверка соответствия допускам спецификации входных данных вашего существующего полировального станка. Срок выполнения: 8–10 недель для резака, без сбоев на стороне полировального станка.
Сценарий B — Новая установка с двумя станциями-опорами
Строительство или значительная модернизация линии, и вам нужны как резка, так и полировка от одного поставщика. Настройка: выбор режущей машины в зависимости от геометрии + асферический полировщик + один поток чертежей ISO 10110, соединяющий их. Срок поставки: 12–14 недель для полной пары. Преимущество перед поштучной закупкой заключается в том, что спецификация выходных данных резки ЯВЛЯЕТСЯ спецификацией входных данных для полировки — никаких отладок интеграции при вводе в эксплуатацию.
Сценарий C — Расширение мощностей (добавление ячеек)
У вас уже есть один резак + один полировщик, и вам нужно добавить вторую ячейку для обработки роста объемов. Настройка: идентичные или модернизированные версии ваших существующих машин, с параллельно работающими ячейками. Срок поставки: 8–10 недель на ячейку. Часто в сочетании с параллельной регулировкой центровки / шлифовки.
Оборонные квалификации, многоматериальные линии и производство только асферических деталей имеют свои собственные конфигурации. Отправьте профиль вашего проекта через запросе на консультацию.
Что идет не так, когда резка и полировка не находятся в одном бюджете допусков?
Наиболее распространенный режим отказа при закупке режущих и полировальных станков для ИК-оптики у нескольких поставщиков — это разрыв спецификаций при передаче. Поставщик А продает резак и указывает "скол края < 0,3 мм" в своей спецификации. Поставщик B продает полировщик и предполагает "допуск на центровку < 0,15 мм" в качестве входных данных. Оба выглядят разумно на бумаге. В производстве центровочная процедура полировщика борется с фактическим распределением сколов края резака, и выход цеха снижается на 10–20% для линз, близких к пределу допуска на центровку.
Путь одного поставщика устраняет это. Поток чертежей резки + полировки Vimfun использует одну спецификацию ISO 10110 на готовую деталь — форму поверхности, децентрацию, скол края, подповерхностные повреждения, шероховатость поверхности — все это содержится в одном документе с допусками. Каждая станция проверяет входящую спецификацию при передаче (не при окончательной инспекции), а допуск на снятие материала полировщика рассчитывается на основе измеренного (а не заявленного) выходного сигнала резака.
Для цехов, работающих с многоматериальными линиями — Ge для тепловизионной техники, ZnSe для оптики CO₂-лазера — это имеет еще большее значение. Поток допусков, специфичных для материала (например, различия в допусках на сколы между плоскостями спайности Ge {111} и ZnSe {110}), является одной из обычных подводных камней в спецификациях, которые устраняет закупка у одного поставщика.
Куда двухстанционные модернизации ИК-оптики попадают в производство
Четыре производственных шаблона, где покупка только пары "резка + полировка" (и сохранение промежуточных станций как есть) является наиболее экономически выгодным решением.
Модернизация устаревшей линии тепловизионной техники Ge
Существующее оборудование для центровки и шлифовки работает нормально; резак имеет возраст более 10 лет и приводит к широкому пропилу Ge. Замена только резака + полировщика восстанавливает 20–35% выхода материала и повышает согласованность AR-покрытия.
Добавление гибридной линии Ge + халькогенид
Вы добавляете обработку ZnSe / ZnS к существующей линии Ge. Текущий резак и полировщик были настроены только для Ge. Замена резака + полировщика охватывает оба материала с переключением наборов параметров, без второй линии.
Расширение мощностей для производства тепловизионной техники в больших объемах
Спрос превысил возможности существующей установки. Добавьте вторую пару SG40 + полировщик, чтобы удвоить мощность установки, не затрагивая сторону центровки / шлифовки, которая обычно имеет больший запас, чем крайние станции.
Циклы квалификации оборонной оптики
Новая программа требует более высокой долговечности покрытия, чем может обеспечить существующий спецификация Ra полировщика. Только модернизация полировщика (в сочетании с соответствующей модернизацией резака для обеспечения согласованности допусков) покрывает это без повторной квалификации остальной части линии.
Сколько на самом деле стоит модернизация резки + полировки?
Экономика станков для резки и полировки ИК-оптики отличается от экономики полной линии двумя способами: более низкие первоначальные капитальные затраты, но более быстрая окупаемость, поскольку вы заменяете станции с наибольшим рычагом воздействия в первую очередь. Цена за единицу для режущей стороны составляет 31 000–39 000 долларов США для платформы SG / SGR / SGI 40; полировщик поставляется в комплекте с пакетом линии резки + полировки и оценивается в зависимости от вашей конкретной конфигурации (диапазон заготовок, требования к асферическим поверхностям, ежемесячный объем).
Что касается экономии материала, то сокращение пропила с 5–10 мм при использовании алмазного сверла до 0,5 мм при использовании проволочного резака с замкнутым контуром экономит 200–600 долларов США германия на 200-мм слиток, в зависимости от диаметра. При 50 слитках в месяц это составляет 10 000–30 000 долларов США Ge, сохраняемых каждый месяц — этого достаточно, чтобы окупить капитальные затраты на резак за 8–14 месяцев, не считая полировки или последующих выгод.
Что касается полировки, то экономия достигается за счет времени цикла и выхода, а не материала. Полировщик, который тратит 5 минут на одну сторону при адекватном входе, может потратить 8 минут при ухудшенном качестве резки. При объеме 1000 линз в месяц эта разница в 3 минуты составляет 50 часов работы полировщика в месяц — это напрямую отражается в операционных расходах. Окупаемость комбинированной резки + полировки обычно составляет 10–14 месяцев при среднем объеме производства тепловизионной техники; быстрее при объеме производства автомобильных систем ADAS, медленнее при низкообъемных оборонных заказах, где основной упор делается на сжатие качества, а не на пропускную способность.
Кто уже использует установки Vimfun для резки + полировки
Референсные клиенты в области тепловизионной техники, производства инфракрасных датчиков и оборонной оптики. Выбранные имена ниже; полный список референсов предоставляется по запросу.
Самая большая установленная площадь резки приходится на Sunny Optical Technology Group (HKSE 2382) — более 30 режущих машин Vimfun, охватывающих контурную резку свободной формы, рутинную резку и извлечение стержней, в основном для производства линз для тепловизионных камер. Полировка осуществляется собственными силами Sunny, но несколько небольших клиентов по производству ИК-оптики в Азиатско-Тихоокеанском регионе используют комбинированные установки Vimfun для резки и полировки в качестве основных этапов производства линз.
Клиенты из оборонной и аэрокосмической отраслей, занимающиеся резкой и полировкой, работают по соглашению о неразглашении и становятся доступными после предоставления информации о вашем проекте. Для более широкой центре оборудования для производства инфракрасной оптики платформы — включая центрирование, шлифовку и просветляющее покрытие — см. основной раздел.
Что спрашивают покупатели перед добавлением резки и полировки к существующей линии
Вопросы, которые чаще всего возникают при консультациях по станкам для резки и полировки ИК-оптики. Если вашего вопроса нет здесь, отправьте его напрямую.
Можно ли использовать резак Vimfun с нашей существующей полировальной линией?
Да — режущие станки Vimfun поставляются как отдельные машины с документированными характеристиками выходных данных (ширина реза, сколы края, SSD, Ra). Если входные характеристики вашего существующего полировального станка попадают в эти значения, интеграция будет простой. Мы проводим быструю проверку совместимости характеристик во время консультации и отмечаем любые пробелы в передаче данных перед составлением предложения.
Что, если наш существующий полировщик имеет более жесткие допуски, чем выход резки?
Два пути. Либо ужесточить спецификацию резки, регулируя диаметр проволоки и параметры (часто достижимо в стандартном диапазоне режущего станка Vimfun), либо добавить промежуточный этап легкой шлифовки / притирки. Консультация порекомендует наиболее экономичный путь для вашего конкретного разрыва в допусках.
Продается ли полировальная машина как отдельный продукт?
В настоящее время асферический полировальный станок поставляется как часть производственной линии для резки и полировки ИК-оптики, а не как отдельный продукт. Страница отдельного полировального станка находится в разработке. Технические характеристики отправляются вместе с предложениями по линии; запросите спецификацию для полировального станка во время консультации.
Какие материалы, помимо германия, обрабатывает комбинация "резка + полировка"?
ZnSe, ZnS, кремний, сапфир, BK7 и плавленое кварцевое стекло — для каждого материала предусмотрен переключатель набора параметров (сорт режущей проволоки, полировальная подушка и химия суспензии). Гибридные линии, производящие оптику из Ge и халькогенидов на одном и том же оборудовании, работают в обычном режиме — см. шлифовальный станок G-250 ZnSe / ZnS страницу для получения подробной информации о процессе обработки халькогенидов.
Чем полировка германия отличается от полировки ZnSe и сапфира?
Каждый материал имеет свою комбинацию подушки / суспензии, время выдержки и конечную цель Ra. Германий полируется быстрее, чем ZnSe (твердость по Моосу ~4 против ~4,5), но ZnSe имеет более мягкую химию — разный pH суспензии. Сапфир самый твердый (твердость по Моосу 9) и самый медленный, требующий алмазной суспензии. Оборудование полировального станка общее; рецепты различаются.
Каковы сроки поставки только для установки резки и полировки?
12–14 недель для полной пары, 4–6 недель на месте для ввода в эксплуатацию и обучения оператора. Замена только резака (сценарий А выше) занимает 8–10 недель. Для оборонной или аэрокосмической промышленности с квалификационными испытаниями добавьте 6–12 недель.
Нужна ли центровочная машина между резкой и полировкой?
Для производства линз, да — центрирование устанавливает опорную ось, необходимую шлифовальщику. Если вы сохраняете существующий центрирующий станок при частичном обновлении, спецификация сколов края резака Vimfun рассчитана на стандартные допуски центрирования. Если вы строите новое и хотите приобрести центрирующий станок, более широкий оборудование для производства германиевых линз концентратор охватывает вариант полной линейки.
Может ли резка идти напрямую к полировке, минуя шлифовку?
Для некоторых плоских оптических элементов (окон, фильтров) — да, если рез оставляет Ra и SSD в пределах бюджета удаления шлифовального станка, промежуточное шлифование может быть пропущено. Для изогнутых оптических элементов (линз) шлифование остается в рабочем процессе, поскольку шлифовальный станок работает с предварительно сгенерированной сферической или асферической формой, а не с плоской поверхностью реза. Спросите на консультации о вашем конкретном типе детали.
Обсудите вашу линию резки и полировки ИК-оптики с инженером
Отправьте нам чертеж вашей линзы и текущую конфигурацию вашей линии. Мы предложим вам модернизацию до 2 станций, которая подойдет к вашему существующему центрирующему / шлифовальному оборудованию и вашему целевому объему — обычно в течение одного рабочего дня.