澆聚型碳塑大型球面反射鏡及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡及其制作方法，屬于光學(xué)顯示技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]虛像顯示系統(tǒng)使用大型球面反射鏡作為光學(xué)成像元件。大型球面反射鏡主要使用硅玻璃作為鏡面材料，一般是將經(jīng)過(guò)模具加溫軟化成形的硅玻璃在磨鏡機(jī)上經(jīng)過(guò)粗磨、細(xì)磨和拋光等工序加工而成；該制造方法周期長(zhǎng)，成本高，產(chǎn)品重量大。目前國(guó)際上模擬器用虛像顯示系統(tǒng)主要使用薄膜負(fù)壓成型大型球面反射鏡，是將鍍有反射膜的塑料薄膜貼敷在四周凸起的復(fù)合材料球面鏡座上，用負(fù)壓設(shè)備將塑料薄膜拉伸為球面；該大型球面反射鏡的負(fù)壓設(shè)備需不間斷長(zhǎng)期工作維持球面形狀，時(shí)間長(zhǎng)久后塑料膜老化面形變差，塑料膜的反射膜層集灰后不易清洗，維護(hù)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有大型球面反射鏡的缺點(diǎn)，提供一種澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡及其制作方法，適用于模擬仿真視景顯示。
[0004]一種澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡，包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層。自下而上分別為鏡座、反射鏡基片、反射膜層，反射鏡基片與鏡座粘接結(jié)合，反射膜層通過(guò)鍍膜機(jī)鍍?cè)诜瓷溏R基片上。
[0005]所述鏡座的上表面為凹面。鏡座米用玻璃、金屬或者復(fù)合材料，鏡座上表面有微孔。所述金屬包括鋁、鑄鐵等；所述復(fù)合材料包括玻璃纖維或碳纖維與鋁蜂窩或紙蜂窩復(fù)合成型。
[0006]反射鏡基片材料采用有機(jī)玻璃或其他適用的光學(xué)塑料，下表面為凸面，上表面為凹面，其凸面與鏡座凹面相吻合、無(wú)縫粘結(jié)固化在鏡座凹面上。反射鏡基片厚3-50毫米，凹面曲率半徑取值范圍為1600毫米到4000毫米。反射鏡基片凸面與鏡座凹面的曲率差在±1%范圍內(nèi)。
[0007]反射鏡基片上表面為凹面，上表面鍍反射膜層，反射膜層的反射率> 85%。
[0008]本發(fā)明的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡的制作方法包括如下步驟:
[0009]步驟1，用磨鏡機(jī)將用于制作反射鏡基片的凸面模具基片的凸面磨拋至光學(xué)級(jí)。
[0010]步驟2，用金剛石砂在磨鏡機(jī)上對(duì)鏡座凹面進(jìn)行磨拋，改善面型精度，并使鏡座形成無(wú)數(shù)微孔，確保有機(jī)玻璃單體固化形成反射鏡基片后和鏡座凹面間微觀結(jié)構(gòu)鉚接牢固。
[0011]步驟3，在鏡座上表面凹面的四周粘貼固定密封條。密封條厚度與反射鏡基片的厚度相匹配。密封條的端頭留有澆注口。
[0012]步驟4，在粘貼密封條后的鏡座凹面上放置凸面模具基片，鏡座、密封條、模具基片間形成空腔，空腔大小與任務(wù)所需的反射鏡基片的大小匹配。凸面模具基片的凸面與鏡座凹面的曲率相近，曲率誤差在±1%范圍內(nèi)。
[0013]步驟5，將配制好的予聚有機(jī)玻璃單體注入模具基片和鏡座間的空腔體內(nèi)，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。將整體放到溫水中聚合，再放到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片，反射鏡基片固化后下表面和鏡座凹面間緊密結(jié)合。
[0014]步驟6，去除凸形模具基片，在真空鍍膜機(jī)內(nèi)將反射鏡基片的凹面鍍上反射膜。
[0015]步驟7，將鍍膜后的固化結(jié)合體四邊鋸掉一定的寬度以確保將密封條全部切除，形成澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明的碳塑大型球面反射鏡比玻璃球面反射鏡質(zhì)量輕，制造周期短，成本低、剛性好；與薄膜負(fù)壓成型大型球面反射鏡相比，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、光學(xué)性能好、可維護(hù)。1600至4000毫米大曲率半徑可以滿足通用飛機(jī)、大型飛機(jī)及其他大型設(shè)備的模擬訓(xùn)練需求，并適合進(jìn)行規(guī)?；茝V。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡制作方法示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡外形圖；
[0021]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1_模具基片，2-鏡座，3-密封條，4-反射鏡基片。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)
一步說(shuō)明。
[0023]澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡，曲率半徑R為3000毫米，反射鏡基片厚20毫米，幾何尺寸為垂直球心角40度，水平球心角為36度。先用厚20毫米的硅玻璃熱成形為R3000的球面模具基片1，在磨鏡機(jī)上將球面模具基片1的凸面磨拋到光學(xué)級(jí)，光學(xué)誤差2到5個(gè)光圈。球面反射鏡的鏡座2為預(yù)浸環(huán)氧樹脂碳纖維布和鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)，在專用模具內(nèi)按順序鋪設(shè)五層預(yù)浸碳纖維布、五層預(yù)浸玻璃纖維布、兩層膠膜、鋁蜂窩層、兩層膠膜、五層預(yù)浸玻璃纖維布、五層預(yù)浸碳纖維布復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，扣模后，加溫固化成形為凹面復(fù)合結(jié)構(gòu)鏡座2。用W40金剛石砂在磨鏡機(jī)上對(duì)碳纖維鋁蜂窩結(jié)構(gòu)鏡座2凹面進(jìn)行磨拋，改善鏡座2凹面面型精度，并使鏡座2凹面形成無(wú)數(shù)微孔。根據(jù)需要的反射鏡基片厚度，選擇硅橡膠密封條3。將密封條3沿鏡座2凹面四周定位，再將凸面模具基片1順向扣上，模具基片1凸面面向鏡座2凹面，用拱形卡卡緊，在密封條端頭留有澆注口。將配制好的予聚有機(jī)玻璃單體液體注入模具基片1和鏡座2間的空腔體內(nèi)，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。放到溫水中恒溫聚合，再到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片4，如圖1所示。
[0024]接著，去除凸模具基片1。有機(jī)玻璃單體固化成型后和鏡座2凹面間微觀鉚接，有機(jī)玻璃反射鏡基片4被牢固的粘結(jié)在鏡座2上。在大型真空鍍膜機(jī)內(nèi)將反射鏡基片4凹面鍍反射膜后，將四邊密封條鋸掉，成為球面反射鏡，如圖2所示。
[0025]反射層鍍膜要求反射率高(> 85% )、粘接牢固、無(wú)明顯沙眼、不透光，表面抗劃傷。
[0026]R3000澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡可適用于大型飛機(jī)等大型裝備的模擬訓(xùn)練需求。
[0027]本發(fā)明的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡的重量小于玻璃反射鏡的50% ;成品制造周期是玻璃鏡子的30%左右；成本小于玻璃反射鏡的30%。與薄膜負(fù)壓成型球面反射鏡相比，澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡可以進(jìn)行維護(hù)，包括除塵，清洗等；面型精準(zhǔn)，曲率半徑誤差與薄膜負(fù)壓成型球面反射鏡相比減小80%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡，其特征在于:包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層；自下而上分別為鏡座、反射鏡基片、反射膜層，反射鏡基片與鏡座粘接結(jié)合，反射膜層通過(guò)鍍膜機(jī)鍍?cè)诜瓷溏R基片上； 所述鏡座的上表面為凹面；鏡座米用玻璃、金屬或者復(fù)合材料，鏡座上表面有微孔； 反射鏡基片材料采用有機(jī)玻璃或其他適用的光學(xué)塑料，下表面為凸面，上表面為凹面，其凸面與鏡座凹面相吻合、無(wú)縫粘結(jié)固化在鏡座凹面上；反射鏡基片厚3-50毫米，凹面曲率半徑為1600毫米到4000毫米，反射鏡基片凸面與鏡座凹面的曲率差在±1%范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡，其特征在于:反射層鍍膜反射率> 85%、粘接牢固、無(wú)沙眼、不透光、抗劃傷。3.一種澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡的制作方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1，用磨鏡機(jī)將用于制作反射鏡基片的凸面模具基片的凸面磨拋至光學(xué)級(jí)。 步驟2，用金剛石砂在磨鏡機(jī)上對(duì)鏡座凹面進(jìn)行磨拋，改善面型精度，并使鏡座形成無(wú)數(shù)微孔，確保有機(jī)玻璃單體固化形成反射鏡基片后和鏡座凹面間微觀結(jié)構(gòu)鉚接牢固。 步驟3，在鏡座上表面凹面的四周粘貼固定密封條。密封條厚度與反射鏡基片的厚度相匹配。密封條的端頭留有澆注口。 步驟4，在粘貼密封條后的鏡座凹面上放置凸面模具基片，鏡座、密封條、模具基片間形成空腔，空腔大小與任務(wù)所需的反射鏡基片的大小匹配。凸面模具基片的凸面與鏡座凹面的曲率相近，曲率誤差在±1%范圍內(nèi)。 步驟5，將配制好的予聚有機(jī)玻璃單體注入模具基片和鏡座間的空腔體內(nèi)，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。將整體放到溫水中聚合，再放到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片，反射鏡基片固化后下表面和鏡座凹面間緊密結(jié)合。 步驟6，去除凸形模具基片，在真空鍍膜機(jī)內(nèi)將反射鏡基片的凹面鍍上反射膜。 步驟7，將鍍膜后的固化結(jié)合體四邊鋸掉一定的寬度以確保將密封條全部切除，形成澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種澆聚型碳塑復(fù)合大型球面反射鏡及其制作方法，屬于光學(xué)顯示技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層。反射鏡基片與鏡座粘接結(jié)合，反射膜層通過(guò)鍍膜機(jī)鍍?cè)诜瓷溏R基片上。鏡座采用玻璃、金屬或者復(fù)合材料，反射鏡基片材料采用有機(jī)玻璃或其他適用的光學(xué)塑料，其凸面與鏡座凹面相吻合，粘結(jié)固化在鏡座凹面上。本發(fā)明的碳塑大型球面反射鏡與玻璃球面反射鏡相比質(zhì)量輕，制造周期短，成本低、剛性好；與薄膜負(fù)壓成型大型球面反射鏡相比，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、光學(xué)性能好、可維護(hù)。1600至4000毫米大曲率半徑可以滿足通用飛機(jī)、大型飛機(jī)及其他大型設(shè)備的模擬訓(xùn)練需求，并適合進(jìn)行規(guī)?；茝V。
【IPC分類】G02B5/10, G02B7/183
【公開號(hào)】CN105242337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410715747
【發(fā)明人】馬斌, 馬清亮, 馬起躍
【申請(qǐng)人】北京航宇榮康科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日