Trong công nghệ chế tạo thấu kính/gương quang học, gia công các lỗ dọc trục của các gương/thấu kính là công đoạn quan trọng. Hầu hết kính quang học được gia công thông qua quá trình khoan-mài, trong đó một mũi khoan gắn hạt mài ở đầu sẽ mài sâu dần vào thấu kính, tạo ra lỗ thủng. Quá trình công nghệ này thường gặp các vấn đề như nứt và sứt mẻ mép lỗ. Vì vậy, một số khó khăn thường gặp khi:
- Khoan lỗ một số loại thủy tinh, tinh thể quang học có độ cứng thấp, dễ rạn nứt;
- Khoan các lỗ nhỏ có đường kính từ 1- 10 mm;
- Lỗ khoan không được gây mẻ mép, nứt rạn ở 2 mặt cầu của thấu kính;
- Cần đảm bảo độ đồng tâm cao giữa trục lỗ khoan và trục quang- cơ của thấu kính đã hoàn thiện. Độ đảo giữa 2 trục nhỏ hơn 20µm.
Trên cơ sở tham khảo kết cấu máy khoan mài ЦC-50A của Nga, và điều kiện thực tế tại Việt nam, một máy khoan mài QĐT-2022 và mũi khoan kim cương đường kính Ø4mm đã được thiết kế, chế tạo tại Trung tâm Quang điện tử.
Các thông số chính của máy khoan mài cao tốc QĐT-2022 như sau:
Trục chính kẹp dụng cụ
Tốc độ quay: Vs =100.000 rpm
Công suất trục chính: 300 W
Điều chỉnh vô cấp tốc độ trục chính trong dải 100.000 rpm ±15.000 rpm
Độ đảo của trục chính tại phần lắp ghép không lớn hơn 0.002 mm
Kết cấu vị trí lắp ghép để kẹp dụng cụ phải đảm bảo: độ đảo của dụng cụ gia công ở phần kéo dài 20-30 mm không lớn hơn 0.008 mm
Trục chính kẹp sản phẩm
Số vòng quay 20-250 rpm, điều chỉnh vô cấp
Công suất trục kẹp sản phẩm 800 W
Độ đảo của trục chính không lớn hơn 0.002 mm
Có lỗ tâm của trục chính để lắp chấu kẹp chặt đàn hồi với lực kẹp điều chỉnh được
Trên thiết bị QĐT-2022, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khoan lỗ đường kính Ø4,8 mm, sâu 3,5 mm cho thấu kính tinh thể CaF2.
(Lỗ khoan trên thấu kính tinh thể CaF2)
Lỗ khoan Ø4,8×3,5mm đã được thực hiện thành công trên thấu kính vật liệu tinh thể quang học CaF2 đã mài hoàn thiện. Lỗ khoan không bị sứt mẻ ở mép và thành lỗ, đạt yêu cầu kích thước và dung sai.
Thiết bị khoan mài QĐT-022 và mũi khoan kim cương Ø4,0 mm đã được thiết kế và chế tạo tại Trung tâm Quang điện tử đáp ứng nhu cầu khoan lỗ nhỏ Ø4,8 mm. Kết quả này có thể mở rộng khả năng khoan lỗ có đường kính từ 4,5 mm tới 50 mm cho vật liệu thủy tinh quang học và tinh thể quang học. Nghiên cứu tiếp theo của nhóm sẽ hướng tới việc gia công các lỗ sâu hơn hoặc đường kính lớn hơn.
Nguồn: Trung tâm Quang điện tử