1. 원료 준비:
적절한 원자재 선택은 광학 부품의 품질을 보장하는 데 매우 중요합니다. 현대 광학 제조에서는 일반적으로 광학 유리 또는 광학 플라스틱이 주요 재료로 선택됩니다. 광학 유리는 뛰어난 광 투과율과 안정성으로 유명하며, 현미경, 망원경, 고급 카메라 렌즈와 같은 고정밀 및 고성능 응용 분야에 탁월한 광학 성능을 제공합니다.
모든 원자재는 생산 공정에 투입되기 전에 엄격한 품질 검사를 거칩니다. 여기에는 투명도, 균질성, 굴절률과 같은 주요 매개변수를 평가하여 설계 사양을 준수하는지 확인하는 과정이 포함됩니다. 사소한 결함이라도 이미지 왜곡이나 흐릿함으로 이어져 최종 제품의 성능을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 각 배치의 원자재에 대해 높은 기준을 유지하기 위해서는 엄격한 품질 관리가 필수적입니다.
2. 절단 및 성형:
설계 사양에 따라 전문 절단 장비를 사용하여 원자재를 정밀하게 가공합니다. 이 공정은 미세한 편차라도 후속 공정에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 매우 높은 정밀도를 요구합니다. 예를 들어, 정밀 광학 렌즈 제조 시 미세한 오차만으로도 렌즈 전체가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 이러한 수준의 정밀도를 달성하기 위해 현대 광학 제조에서는 미크론 수준의 정확도를 갖춘 고정밀 센서와 제어 시스템을 갖춘 첨단 CNC 절단 장비를 사용하는 경우가 많습니다.
또한, 절단 시 재료의 물리적 특성을 고려해야 합니다. 광학 유리의 경우, 높은 경도로 인해 균열 및 이물질 형성을 방지하기 위한 특별한 예방 조치가 필요하며, 광학 플라스틱의 경우 과열로 인한 변형을 방지하기 위해 주의를 기울여야 합니다. 따라서 최적의 결과를 얻으려면 특정 재료에 따라 절단 공정 및 매개변수 설정을 최적화해야 합니다.
3. 미세 연삭 및 연마:
미세 연삭은 광학 부품 제조에 있어 매우 중요한 단계입니다. 연마 입자와 물을 혼합하여 미러 디스크를 연삭하는 공정으로, 두 가지 주요 목표를 달성합니다. (1) 설계된 반경에 근접하게 연삭하는 것, (2) 표면 하부 손상을 제거하는 것입니다. 연마 입자의 크기와 농도를 정밀하게 제어함으로써 표면 하부 손상을 효과적으로 최소화하여 렌즈의 광학 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 후속 연마를 위한 충분한 마진을 확보하기 위해 적절한 중심 두께를 확보하는 것도 중요합니다.
렌즈는 미세 연삭 후, 연마 디스크를 사용하여 지정된 곡률 반경, 구면 불규칙성 및 표면 마감을 얻기 위해 연마됩니다. 연마 과정에서 렌즈 반경은 설계 요건 준수를 위해 템플릿을 사용하여 반복적으로 측정 및 제어됩니다. 구면 불규칙성은 구면 파면의 최대 허용 교란을 의미하며, 템플릿 접촉 측정 또는 간섭계를 통해 측정할 수 있습니다. 간섭계 검출은 검사자의 경험에 의존하고 추정 오차를 유발할 수 있는 샘플 측정보다 더 높은 정확도와 객관성을 제공합니다. 또한, 스크래치, 피팅, 노치와 같은 렌즈 표면 결함은 최종 제품의 품질과 성능을 보장하기 위해 지정된 기준을 충족해야 합니다.
4. 센터링(편심 또는 동일 두께 차이 제어):
렌즈 양면을 연마한 후, 특수 선반에서 렌즈 가장자리를 미세 연삭하여 두 가지 작업을 수행합니다. (1) 렌즈를 최종 직경까지 연삭합니다. (2) 광축이 기계 축과 정렬되도록 합니다. 이 공정에는 고정밀 연삭 기술, 정밀한 측정 및 조정이 필요합니다. 광축과 기계 축의 정렬은 렌즈의 광학 성능에 직접적인 영향을 미치며, 편차는 결상 왜곡이나 해상도 저하로 이어질 수 있습니다. 따라서 레이저 간섭계 및 자동 정렬 시스템과 같은 고정밀 측정 장비를 사용하여 광축과 기계 축의 완벽한 정렬을 보장합니다.
동시에, 렌즈의 평면 연삭이나 특수 고정 챔퍼(chamfer) 가공 또한 센터링 공정의 일부입니다. 이러한 챔퍼는 설치 정확도를 높이고, 기계적 강도를 향상시키며, 사용 중 손상을 방지합니다. 따라서 센터링은 렌즈의 광학 성능과 장기적인 안정적인 작동을 보장하는 데 필수적입니다.
5. 코팅 처리:
광택 처리된 렌즈는 코팅 과정을 거쳐 빛 투과율을 높이고 반사율을 줄여 이미지 품질을 향상시킵니다. 코팅은 광학 부품 제조에 있어 중요한 단계로, 렌즈 표면에 하나 이상의 박막을 증착하여 빛 전파 특성을 변화시킵니다. 일반적인 코팅 재료로는 뛰어난 광학적 특성과 화학적 안정성으로 잘 알려진 산화마그네슘과 불화마그네슘이 있습니다.
코팅 공정은 각 층의 최적의 성능을 보장하기 위해 재료 비율과 필름 두께를 정밀하게 제어해야 합니다. 예를 들어, 다층 코팅에서 여러 층의 두께와 재료 조합은 투과율을 크게 향상시키고 반사 손실을 줄일 수 있습니다. 또한, 코팅은 자외선 차단 및 김서림 방지와 같은 특수 광학 기능을 부여하여 렌즈의 적용 범위와 성능을 확장할 수 있습니다. 따라서 코팅 처리는 광학 성능 향상뿐만 아니라 다양한 적용 요구를 충족하는 데에도 필수적입니다.
게시 시간: 2024년 12월 23일