自科基金主要研究内容.doc
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超声振动模压主要研究内容:
主要目标:
通过研究超声振动作用—玻璃材料流动特性、填充性能—玻璃/模具贴合度—尺寸和形状的传递性—成型精度之间的内在关系,探讨超声振动对玻璃材料流动机理及特性、成型精度、残余应力、脱模等方面的影响,揭示微光学玻璃元件的超声振动辅助超精密热压成型机理和规律,形成有效控制微光学玻璃元件热压成型精度的新方法及技术。
非球面微型透镜阵列元件、非球面柱面透镜阵列元件、微V形槽元件作为加工研究对象,达到以下技术要求。
(1)总体要求:
用于精密模压的低熔点光学玻璃K-PSFn173、N-FK5、K-PBK40和BK7,阵列元件或为微沟槽元件厚度0.3-3.0mm,整体尺寸≤30mm×30mm,单元尺寸≤5mm×5mm,单元数≥16个;
(2)非球面微型透镜阵列元件技术指标:
模具非球面面形精度达到P-V≤0.2µm,表面粗糙度Ra≤30nm,成型后的元件单个非球面透镜口径1-5mm,面形精度P-V≤0.5µm,表面粗糙度Ra≤50nm;
(3)非球面柱面透镜阵列元件技术指标:
模具非球面面形精度达到P-V≤0.3µm,表面粗糙度Ra≤40nm,成型后的元件单个非球面柱面透镜口径1-5mm,面形精度P-V≤1µm,表面粗糙度Ra≤100nm;
(4)微V形槽元件技术指标:
模具面形精度达到P-V≤0.5µm,表面粗糙度Ra≤100nm,成型后的元件V型槽宽0.1-2mm,槽深0.1-0.5mm,面形精度P-V≤1µm,表面粗糙度Ra≤200nm。
主要研究内容:
1)高温状态下超声振动系统的稳定性。
2)超声振动下光学玻璃的流动机理及特性。
3)超声振动影响模具复杂形状传递(shapetransferability)的规律。
4)研究超声振动对光学元件脱模性能的影响。
5)研究超声振动辅助热压成型工艺,优化成型工艺参数。
6)微结构光学元件超声波辅助热压成型过程中数值模拟和仿真预测。