由于光学元件日益复杂和复杂的性质，直接导致光学元件的精密加工进入了一个全新的时代。球面光学中详述的程序对于开发非复杂光学元件非常重要。这些方法包括传统的研磨和抛光技术。然而，由于这些形式程序提供的尺寸精度的限制，使用这些方法只能部分构建复杂的光学元件。多轴加工和精确测量是生产此类零件的必要条件。为了满足非球面和微结构光学元件非常严格的公差要求，必须使用在极其精确的设备上执行的金刚石工具的精密切割技术。使用这种方法可以获得高表面质量和更严格的公差。这些超精密制造技术用于生产光学元件及其模具的尺寸精度。这种精度对于光学元件正常工作是必要的。

本文将介绍各种超精密加工工艺、它们的应用，以及选择精密加工服务提供商时要记住的一些因素。

超精密光学元件制造方法

最常见的方法包括使用超精密技术和金刚石切削工具来制造表面质量超过几分之一微米Ra的复杂微型光学元件。为了实现复杂的表面几何形状、自由曲面和真正的3D结构，需要研究许多非常规的多轴加工方法，以发现不同程度的精度。

刀具切削刃的锋利度和圆度是确定所制造光学元件的整体质量时要考虑的两个最重要的方面。因此，集成了独特的刀具几何形状。这些刀具几何形状包括金刚石微型立铣刀、球头立铣刀和其他用于成型和车削的工具。

单点本能金刚石切削刀具与超精密无振动数控机床、小型刀架和适当的夹具相结合，可以适当有效地去除工件材料。由于其令人难以置信的高度锋利度，它保证了传递到工件的切削力非常强大和集中。正因为如此，其他地方的变形很少，以及特殊的表面质量和适当的形状。

使用金刚石工具车削单点

当需要生产旋转对称的光学元件时，实现这一目标的一种选择是利用这种加工。这种切片方法非常有效且省时。使用这种方法，可以实现快速的切削速度以及高水平的表面精加工，Ra值小于5纳米。使用这种方法生产的物品的尺寸精度直接归因于所使用的工具。在加工过程中，熟练的工程师计算整个刀具路径的刀具半径和半径补偿值。必须将工具的波纹度控制在工具半径的0.1微米的水平，以实现亚微米范围内的精度。

另一方面，如果需要，可以在此过程中使用使用尖头工具的切入式切削来创建更简单的表面结构。

铣削和飞切

铣削，特别是计算机数控(CNC)铣削，提供了加工复杂表面几何形状的出色能力。可以制造具有自由形状的光学元件表面处理。生产相机镜头和汽车照明原型等光学部件需要能够在计算机数控铣床上进行至少三轴铣削的加工服务提供商。然而，拥有以下能力五轴加工非常适合改善光学表面特性，信誉良好的加工服务提供商向其客户保证这一点。立铣刀、球头立铣刀和飞切刀具构成了用于生产光学元件的金刚石铣削刀具的三大类。

球头立铣刀是制造精度高达D0.5毫米的自由曲面几何形状的首选工具。此外，可靠的加工服务供应商可以提供从R0.1到R0.15毫米范围内的内角精度。在雕刻凹槽时，飞切工具非常有用。在处理平面表面时，飞切是一种使用的技术。例如，飞切铣削方法可用于制造可用作反射器的激光镜和金字塔结构。

精密加工在现代世界中的关键作用

近年来，消费电子行业对光学元件的需求显着增加。值得注意的应用包括智能手机和数码单反相机中使用的相机镜头以及激光打印机中的扫描镜。它为该行业提出了一个重大障碍，即如何确保以最具成本效益的方式制造自由形状光学元件的问题。然而，高精度加工（精密加工）使我们能够保证这一点。

使用单个自由曲面镜结构代替通过精密加工生产的传统相机镜头，可实现相机设计的紧凑性，并在制造大量相机时显着节省成本。

在激光打印机方面，精密加工的应用使得生产波长更短的激光成为可能，最终由于更小的打印点而提高了打印输出。此外，自由曲面光学加工可以适应更长的波长，从而产生使用相同自由曲面透镜的更具成本效益的量产激光打印机。