超微细形状加工用UPC 特性介绍

加工光盘拾波镜片模具的UPC  

　　用UPC 对模具进行超精密切削加工正朝着高精度和更加微的加工方向发展。从CD到CD-ROM、MD、DVD，不断发展的光盘种类所需要的拾波镜片模具也不断精密化，因此，加工此类模具的UPC 也在不断改进。  

　　随着拾波用非球面镜片塑料化和高精度化的进展，要求加工模具(非电解镀镍材料)的 切削刃的轮廓精度(不圆度)必须具有非常高的精度。现在已开始出一种UPC-R ，其圆弧切削刃的轮廓精度为50nm(0.05μm，工作范围90°)。这种车刀是为超精密切削加工开发的专用 ，配用于CNC多轴超精密车床。  

　　随着光盘制品不断向小形化发展，镜片也日趋小型化，曲率也日益减小。UPC 的刀尖圆弧半径也由R1.0mm减小至R0.1mm，为获得锋利的切削刃，刀尖角也降至40°以下。 

　　刀尖圆弧半径为R5μm的UPC-R车刀 

　　随着DVD的问世，为了生产DVD和CD可共用的零件，光学系统更加复杂，镜片也更加微小，包含镜片在内的光学元件数量随之减少。为了将复杂的光学元件功能集中在1个光学元件上，便产生了利用衍射效应的全息元件。  

　　DVD和CD(含CD-ROM)盘面信号的位置各不相同，因此，用来读出信号的激光的焦点聚焦位置也不同，通过镜片将不同位置的两个焦点聚集在一起。具有此种功能的镜片叫做双焦点全息镜片，其中，在非球面镜片位置聚焦一个焦点，通过该非球面镜片上刻制的衍射栅所生成的衍射光，聚焦另一个焦点。加工这种镜片模具的 必须具有高精度圆弧切削刃，以便在使用该模具加工非球面镜片时，能够保持极高的轮廓精度。加工微细全息衍射栅时，要求 必须具有非常锋利的切削刃。现在已开发出能够满足此种要求的UPC-R ，其刀尖圆弧半径为R5μm。当UPC-R 刀尖圆弧半径较大，在加工微米级衍射栅时，衍射栅沟槽部位呈现出圆弧形，其光学性能将大为减弱；当刀尖圆弧半径减小至5μm时，加工出的衍射栅沟槽便非常精密，其光学性能大为提高。另外，R5μm的圆弧切削刃轮廓精度达到50nm，这种高精度切削刃通过超高精度机床，可加工出精度极高的非球面形状，其光学性能完全能够达到标准所要求的水平。如要进一步提高双焦镜片的光学性能，则应开发出刀尖圆弧更小(如R1μm)的 。 

　　加工5μm沟槽的UPC-T车刀 

　　DVD这类产品不仅要求双焦点，而且要求图象、信息高密度化和高精度化，正向着小型化、多功能化发展，因此，其光学系统也更加复杂。此种将复杂光学系统集成化的元件称为HOE(Holographic Optical Element)。  

　　在HOE上刻制有许多微米级间隔的细槽，利用光衍射现象，将10余个镜片等光学元件的功能集成在一个HOE上。变更间距和深度，便可自由进行光的分度、偏转和形状的变换。  

　　这些光学元件的加工，过去大都用半导体加工时所采用的光刻蚀技术，但光刻技术所加工出的沟槽底部为圆形，深槽则要分数次刻蚀，因此，常常出现刻蚀不均匀情况，这将降低光的利用率。为解决这一难题，现已开发出一种UPC-T车刀，这种 可进行微米级超细沟槽的精密切削加工。  


　　刃尖宽度为5μm的UPC-T车刀，其矩形部位的切深可达10μm。用这种 可加工间距为5μm的平行槽。加工时 固定，规定切深，工件沿单一方向作直线运动即可完成加工。加工条件为：被加工材料：非电解镀镍模具；机床：超精密CNC车床； ：长度8～35L，刃宽5μm；工艺参数：进给速度：1m/min，切削深度：1μm，切削液：电加工用润滑油(雾状冷却)。在这样的条件下，采用UPC 加工矩形槽，可获得刻蚀加工无法达到的矩形槽精度。另外，利用UPC 加工的模具所生产的塑料光学元件，具有优异的光学性能。

来源:五金网资讯