Ультрапрецизионная обработка методом летающего резания (Fly Cutting) позволяет формировать оптические зеркальные поверхности и асферические линзы с нанометровой шероховатостью без применения ручной полировки. В процессе резания используется резец из монокристаллического алмаза MCD на аэростатическом шпинделе. При этом оптический глянец достигается безабразивным срезом металла. В нашей цеховой практике мы достигаем шероховатости поверхности Ra менее двух нанометров.

Принцип скоростного летающего резания на аэростатических шпинделях

Технология Fly Cutting основана на вращении массивного дискового маховика с закрепленным на периферии монокристаллическим резцом на прецизионном шпинделе с аэростатическими или гидростатическими подшипниками. Бесконтактный воздушный зазор подшипников полностью исключает микровибрации от качения шариков. А прямолинейная подача стола на воздушных направляющих формирует плоскую оптическую грань с отклонением от плоскостности менее ста нанометров.

Ключевые преимущества ультрапрецизионного торцевания Fly Cutting:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Прямое получение зеркальной оптической поверхности без финишной абразивной доводки.
  • Полное сохранение геометрии кромок и формы асферических профилей без завалов.
  • Высокая производительность формирования плоских граней лазерных призм и зеркал.

Метод является базовым в производстве лазерной оптики и сканирующих зеркал.

Применение монокристаллического природного и синтетического алмаза MCD

Режущая пластина для оптического фрезерования изготавливается из природного или синтетического монокристалла (MCD) с ориентацией кристаллографической плоскости сто одиннадцать. Идеальная кристаллическая решетка минерала позволяет заточить режущую кромку с радиусом скругления менее двадцати нанометров. Наш производственный опыт показывает, что резец MCD сохраняет остроту кромки на протяжении десятков километров пути резания по алюминию.

Сверхтвердый монокристалл обеспечивает чистый пластический срез материала на наноуровне.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Радиус скругления режущей кромки монокристаллического резца MCD составляет от 15 до 30 нанометров.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Бездефектное зеркальное фрезерование оптических отражателей из сплава 6061-T6

Для изготовления металлических зеркал лазерных систем применяется прецизионный алюминиевый сплав марки 6061-T6 и высокочистый бескислородный алюминий без твердых интерметаллидных включений. Обработка ведется на высоких скоростях резания с подачей менее двух микрометров на оборот маховика. При этом металл срезается в режиме микропластического деформирования без выкрашивания кристаллов кремния.

Расчет теоретической шероховатости поверхности при скоростном летающем фрезеровании:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

\[R_{max} = \frac{f_z^2}{8 \cdot R_{tool}} = \frac{v_f^2}{8 \cdot R_{tool} \cdot n^2}\]

где параметр \(R_{tool}\) обозначает радиус микрорезца, а \(f_z\) указывает подачу на один оборот маховика.

Обрабатываемый оптический материалСкорость резания Vc, м/минПодача на оборот, мкм/обДостигаемая шероховатость Ra
Алюминиевый сплав 6061-T6 (зеркала)800 – 1500 м/мин1.0 – 3.0 мкм/обRa 1.5 – 3.0 нм (зеркало)
Полиметилметакрилат PMMA (линзы)600 – 1200 м/мин2.0 – 5.0 мкм/обRa 2.0 – 4.0 нм (прозрачно)
Бескислородная медь OFHC (отражатели)500 – 1000 м/мин0.8 – 2.0 мкм/обRa 1.0 – 2.5 нм (глянец)

Обработка линз и световодов из полиметилметакрилата PMMA

При изготовлении прозрачных пластиковых линз, световодов и призм из оргстекла PMMA сверхточная микрообработка исключает появление микротрещин и помутнения полимера. Острый монокристаллический резец аккуратно отделяет тонкую стружку без термического перегрева зоны резания. А применение изопропилового спиртового тумана гарантирует идеальную оптическую прозрачность детали без последующей химической полировки.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Микрофрезерование полимеров монокристаллическим резцом обеспечивает оптическое пропускание света свыше 92%:

Технологический методОптическая прозрачностьТочность геометрического профиля
Фрезерование методом Fly CuttingИдеальная оптическая прозрачностьПогрешность формы менее 0.2 мкм
Литье под давлением с полировкойВнутренние напряжения и усадкаПогрешность формы до 10 – 15 мкм

Технические критерии виброизоляции станка и климатической стабилизации

Достижение нанометрового качества поверхности требует размещения ультрапрецизионного оборудования в термоконстантных чистых помещениях с поддержанием температуры с точностью до одной десятой градуса Цельсия. Станок устанавливается на пневматические виброизолирующие опоры с резонансной частотой менее двух герц. А постоянный контроль микроклимата исключает термические деформации гранитной станины станка.

Практический порядок проведения алмазного летающего фрезерования оптических зеркал:

  1. Термостабилизация станка и заготовки в чистой комнате в течение двенадцати часов.
  2. Вакуумное закрепление оптической заготовки на гранитном столе станка.
  3. Запуск аэростатического шпинделя с балансировкой маховика по остаточному биению менее 50 нм.
  4. Выполнение чистового прохода монокристаллическим микрорезцом на микроподаче.

Соблюдение этого регламента выводит оптическое производство на высочайший мировой уровень точности.