本技术介绍了一种创新的抛光系统和工艺,该系统利用光流变抛光液进行高效抛光。该抛光液通过恒温水浴装置、分流管、进给管道和喷出头输送至抛光池,由高黏度转子泵驱动,确保抛光液在主流道中的稳定流动,并实现抛光液的循环回流。
背景技术
表面超精密加工技术在光学器件表面加工、半导体表面加工、医疗器械表面加工等领域有着大量的应用。超精密加工中超精密抛光往往是零件加工中的最后一道工序,抛光后表面质量的好坏直接影响零件的功能,尤其是光学曲面等零件,若在抛光过程中造成表面损伤、表面面型的改变,就会严重影响光学曲面的功能。近年来,诸如剪切增稠抛光、磁流变抛光、电流变抛光、光流变等流变抛光技术被提出并应用于超精密表面抛光。
光流变抛光是使用光流变材料调配成抛光液进行抛光的抛光方法。光流变材料包括偶氮苯、二芳基乙烯、苯氧基萘并萘醌、螺吡喃等物质及衍生物。将一定量光流变材料添加到有机或无机溶液中,再加入适量活性剂和抛光粉便能配置出光流变抛光液。光照可逆的光流变抛光液在受到紫外光或者白光的照射时,光流变材料的结构会发生可逆的变化,使光流变抛光液呈现黏度的变化。使用小抛光头接近工件并旋转带动附近的光流变抛光液流动,流动的光流变抛光液对工件产生动压力,足够大的压力会将微小磨粒压入工件并使其沿着工件表面移动产生材料去除,进而在靠近抛光头的工件表面产生材料去除,改变工件的局部面型。抛光过程中,抛光液黏度的变化会改变抛光液在工件表面的流动速度以及动压力,改变抛光效果,影响抛光的材料去除速率。
已授权中国发明专利(CN202011148254.X),专利名称:光-剪切联合诱导增稠效应的光流变抛光方法及装置,使用具有剪切增稠效应和光流变效应的抛光液进行抛光,利用光照对抛光液黏度进行控制并稳定黏度,提高材料去除率。上述专利的抛光方式为整体表面的柔性抛光,对整体的面型具有适应性但没有主动控制局部面型的作用,不适用于复杂表面抛光修正,没有考虑到温度对抛光液黏度的影响,也没有考虑到抛光液的光-黏度响应速度对抛光液黏度变化的影响。
已公开中国发明专利(CN202211061942.1),专利名称:一种光流变-光化学-空化协同作用的抛光系统。抛光工具能够柔性适应曲面的面型变化,可以调节紫外光照射角度,使用光流变效应,光化学效应以及空化效应来增强抛光效果。没有实时地对抛光区域的黏度影响进行整体检测,没有考虑到温度对黏度的影响,同时,也没有考虑抛光液的光-黏度响应速度对抛光液黏度变化的影响。
已授权中国发明专利(CN201810188063.2),专利名称:一种基于光流变材料的抛光方法与装置。该专利使用纱网固定光流变抛光体,通过调节照射到抛光体的光波长来调节抛光体刚度实现程控抛光。该专利没有考虑到光照时间、温度对光流变抛光体刚度的影响。同时,该专利在抛光区域没有设置刚度的检测设备进行刚度的反馈控制,控制的精度不高。
实现思路