Способ позиционирования и приклейки вспомогательных элементов крупногабаритных оптических деталей

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2536322:

Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" (RU)

Изобретение используется при финишной обработке и контроле крупногабаритных зеркал телескопов. Зеркало устанавливают на координатный станок с вращающимся столом тыльной поверхностью вверх. В местах расположения вспомогательных элементов приклеивают на наклеечную смолу опорные металлические кольца, устанавливают в них юстировочные кольца, которые позиционируют на координатном станке и фиксируют затем прижимными винтами к опорным кольцам. Вставляют в юстировочные кольца направляющие съемные втулки и с их помощью приклеивают к зеркалу вспомогательные элементы, после чего откручивают юстировочные кольца и снимают опорные кольца либо путем сбивания деревянным молотком, либо путем снятия их после нагревания и размягчения наклеечной смолы. Техническим результатом изобретения является существенное упрощение конструкции приспособлений для приклейки и процесса позиционирования элементов, повышение точности позиционирования и сокращение времени выполнения операции по приклейке. 2 ил.

Изобретение относится к технологии обработки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей с дополнительными элементами системы их разгрузки и может использоваться при полировке и контроле зеркал телескопов.

Зеркало телескопа представляет собой оптическую деталь со сферической или асферической рабочей поверхностью, например, из стеклокерамики диаметром до 8 метров и весом от нескольких сот килограмм до нескольких тонн с полостями облегчения или без них. Отражающая поверхность зеркала выполняется с весьма малыми отклонениями от расчетной (теоретической) формы. К задней и боковой поверхностям зеркала приклеиваются вспомогательные элементы (как правило, из инвара), с помощью которых зеркало крепится к оправе в телескопе. Позиционирование вспомогательных элементов выполняется с точностью 0.1-0.5 мм относительно базовых поверхностей зеркала.

Известен способ приклейки осевых разгрузочных опор к тыльной поверхности астрономического зеркала диаметром 8 м (Proceedings of SPIE, Vol.2871, p.385, опубл. 21.03.1997 г.), согласно которому отшлифованное зеркало устанавливали на временную разгрузку тыльной поверхность вверх, зачищали поверхность, с помощью координатного станка размечали точки расположения опор (их 150 штук) и затем приклеивали опоры одну за одной последовательно в течение 2-х месяцев, т.е. процесс очень трудоемок и требует значительных временных затрат.

Ближайшим к предлагаемому является использовавшийся в ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла» способ позиционирования и приклеивания вспомогательных элементов системы разгрузки зеркал диаметром 2-4 метра с точностью позиционирования 0.1-0.5 мм (Proceedings of SPIE, Vol.5494, pp.374-381, 2004). Согласно этому способу для каждого зеркала изготавливали полноразмерный шаблон-приспособление для приклеивания осевых и боковых вспомогательных опор с размерами больше диаметра зеркала. Шлифованную заготовку зеркала с шаблоном устанавливали на координатно-фрезерном станке с вращающимся столом на три домкрата, расположенные на плоском столе-основании, заготовка располагалась тыльной поверхностью вверх, шаблон центрировался относительно заготовки зеркала по угловому и радиальному положениям, по высоте и наклону относительно базовых поверхностей заготовки, в отверстия и пазы шаблона вставляли втулки с приклеиваемыми элементами, прикрепленными на болты к втулкам, и приклеивали вспомогательные элементы по требуемой технологии (зачистили поверхности приклейки на заготовке и на вспомогательном элементе, протравили склеиваемые поверхности, запекли вспомогательный элемент в термостате, нанесли клей, прижали грузами и выдерживали до завершения процесса полимеризации). Способ хотя и экономичен по времени, но сложен в юстировке и требует значительных материальных, финансовых и временных затрат на изготовление полноразмерного приспособления. Кроме того, при изменении температуры полноразмерное приспособление расширяется или сжимается, что приводит к увеличению погрешности позиционирования элементов вдоль радиального направления детали, выходящей за пределы требуемой, и требует применения дополнительных конструктивных деталей для корректировки позиций вспомогательных элементов на приспособлении.

Техническим результатом изобретения является существенное упрощение конструкции приспособлений для приклейки и процесса позиционирования элементов, повышение точности позиционирования и сокращение времени выполнения операции по приклейке.

Технический результат достигается тем, что в способе позиционирования и приклейки вспомогательных элементов системы разгрузки астрономического зеркала к боковой или задней его поверхности, при котором каждый элемент приклеивают поочередно с использованием координатного станка и направляющих съемных втулок, в отличие от известного в местах расположения вспомогательных элементов приклеивают на наклеечную смолу опорные металлические кольца, устанавливают в них котировочные кольца, позиционируют котировочные кольца на координатном станке и фиксируют их прижимными винтами к опорным кольцам, вставляют в котировочные кольца направляющие съемные втулки, с их помощью приклеивают к зеркалу элементы разгрузки, после чего откручивают котировочные кольца и снимают опорные кольца либо путем сбивания деревянным молотком, либо путем снятия их после нагревания и размягчения наклеечной смолы.

В предлагаемом способе для приклейки опор используют вместо крупногабаритного трудноизготавливаемого шаблона простые индивидуальные приспособления в виде сборно-разборных вставляемых друг в друга трех колец. С этими приспособлениями можно работать одновременно на разных участках зеркала, что упрощает процесс и сокращает время выполнения операций по приклейке с двух месяцев до 10 дней, из которых 3-4 для выполняется непосредственно процесс приклейки, а оставшиеся дни идет процесс полимеризации клеевого соединения. Поскольку на большой шаблон влияют колебания температуры, а теперь этот фактор устраняется, то значительно повышается точность позиционирования.

Изобретение поясняется чертежом и фотографией, где:

на фиг.1 - разрез приспособления;

на фото 1 - общий вид приспособлений с приклеенными элементами и с приклеиваемым элементом под нагрузкой в центре фото.

Способ позиционирования и приклейки опор к зеркалу осуществляется следующим образом. Зеркало со шлифованными тыльной и боковой поверхностями (с шероховатостью R_a≈1.0 мкм), на которые выполняется приклейка инваровых опор (шероховатость приклеиваемой поверхности инваровых опор должна быть Ra≤3.2 мкм), устанавливают на координатно-фрезерный станок с вращающимся столом на три домкрата тыльной поверхностью вверх и центрируют на данном станке. На тыльной и боковой поверхностях зеркала предварительно могут быть изготовлены плоские пазы в местах, где должен располагаться приклеиваемый инваровый элемент. Для приклейки используют приспособление (фиг.1), состоящее из внешнего опорного кольца 1, среднего юстировочного кольца 2 с фланцем и съемного внутреннего кольца 3, являющегося направляющей втулкой для приклеиваемого инварового элемента, фиксирующей его положение. Зазор между кольцами 2 и 3 должен быть не более 0,02-0,03 мм. В нижней части кольца 3 выполнен паз 4 для выхода излишков клея. Юстировочное кольцо 2 крепится к кольцу 1 винтами 5. Для удобства ввода и съема кольца 3 на нем может быть установлена дополнительная пластина 6, закрепленная на кольце 3 винтами 7 на время его монтажа и демонтажа. Нижняя поверхность колец 1, 2 и 3 должна соответствовать тыльной или боковой поверхности зеркала 8, т.е. должна быть плоской или радиальной.

Внешнее кольцо 1 приклеивают наклеечной смолой в соответствующий плоский паз на тыльной или боковой поверхности зеркала 8. В кольцо 1 вставляют среднее кольцо 2, центрируют его по координатам с помощью координатно-фрезерного станка и фиксируют прижимными винтами 5. На поверхности паза 4 кольца 3 наносят фторопластовый лак (напр. лф-32 л) для защиты их от клея. Кольцо 3 является съемным, чтобы обеспечить доступ к поверхности зеркала для подготовки ее к приклейке. Для приклейки инварового элемента используют клей DP 190 или другие аналоги. Приклейку выполняют по стандартной процедуре. После завершения процесса полимеризации приспособление разбирают, вынимая поочередно кольца 3 (с помощью винта 7 с пластиной 6) и 2, а внешнее кольцо 1 отклеивают путем его нагрева феном до температуры 70-80°C или сбивают деревянным молотком. Всего опор на зеркале до 80-100 шт. Одновременно можно приклеивать несколько опор в разных частях зеркала, так что на всю процедуру затрачивалось практически несколько дней.

Способ промышленно применим. Кольца приспособления вытачиваются из стали или дюралюминия Д16. Наклеечная смола и клей DP 190 широко используются в оптико-механической промышленности. Смола надежно работает в интервале температур от -3°C до +40°C без изменения позиционирования положения кольца с точностью ±0.01 мм при изменении температуры, выдерживает нагрузки в 20 кг как в продольном, так и в поперечном направлениях (этого вполне достаточно для процедуры приклейки). Практика подтвердила достижение технического результата: повышена точность позиционирования, время приклейки уменьшено с 2-х месяцев до 10 дней.

Способ приклейки вспомогательных элементов к задней и боковой поверхностям астрономического зеркала, включающий установку шлифованного зеркала на координатный станок тыльной поверхностью вверх и приклеивание вспомогательных элементов с использованием направляющих съемных втулок, отличающийся тем, что перед приклеиванием вспомогательных элементов в местах их расположения сначала приклеивают на наклеечную смолу опорные металлические кольца, устанавливают в них юстировочные кольца, которые позиционируют на координатном станке и фиксируют затем прижимными винтами к опорным кольцам, при этом направляющие съемные втулки для приклеивания вспомогательных элементов вставляют в юстировочные кольца, которые после приклеивания вспомогательных элементов откручивают, а затем снимают опорные кольца сбиванием деревянным молотком или нагреванием и размягчением наклеечной смолы.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления зеркала для рентгеновского телескопа. Способ включает в себя нанесение методом гальванопластики на заготовку из алюминиевого сплава слоя из никелевого сплава и доводку рабочей поверхности заготовки путем ее полировки до требуемой шероховатости в несколько этапов на шлифовальном стенде с применением абразивного состава.

Покрытие для заготовки космического зеркала // 2522448

Изобретение относится к покрытиям космических зеркал, конкретнее к остекловыванию заготовок космических зеркал, обеспечивающих возможность получения высококачественной оптической поверхности зеркал.

Инфракрасный отражатель // 2510055

Инфракрасный отражатель состоит из металлической подложки, характеризующейся тем, что она покрыта слоем нитрида циркония и хрома общей формулы (ZrxCr1-x)1-yNy с х в диапазоне от 0,15 до 0,7 и y в диапазоне от 0,01 до 0,265.

Отражающее изделие // 2461029

Развертываемый крупногабаритный зеркальный отражатель космического аппарата // 2419929

Изобретение относится к космической технике, в частности к развертываемым (раскрываемым) крупногабаритным рефлекторам, зеркальный отражатель (параболоид вращения) которых, например, имеет диаметр 12 м.

Рефлектор и способ его изготовления // 2419112

Термостабильное многослойное зеркало для крайнего ультрафиолетового спектрального диапазона // 2410732

Изобретение относится к термостабильному многослойному зеркалу для крайнего (коротковолнового) ультрафиолетового (УФ) спектрального диапазона и может быть использовано в качестве нагреваемого коллекторного зеркала источника излучения крайнего УФ-диапазона.

Зеркало и способ его изготовления // 2403595

Изобретение относится к области оптического машиностроения и может быть использовано в лазерной технике, в системах оптической локации и других областях оптического машиностроения.

Лазерное зеркало // 2386154

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в составе оптического тракта мощных лазерных технологических установок, в частности в резонаторах щелевых газовых лазеров.

Отражающий элемент для переносного электронного устройства // 2358296

Изобретение относится к области электротехники, в частности к отражателю для мобильного терминала, который включает в себя пластину, имеющую фронтальную и тыльную стороны, с вогнутой частью в виде выемки, на которой расположен отражающий материал, который отражает свет, падающий на фронтальную поверхность по меньшей мере части пластины.

Многослойное покрытие тонкостенной оболочки из полимерного композиционного материала космического антенного рефлектора // 2537515

Изобретение может использоваться в многослойных комбинированных покрытиях зеркальных космических антенн с рефлекторами из полимерного композиционного материала - углепластика. Многослойное покрытие содержит три последовательных слоя с равномерной толщиной: нижний зеркальный металлический радиоотражающий скин-слой из чистого алюминия, промежуточный защитный терморегулирующий диэлектрический слой из диоксида циркония и верхний защитный износостойкий высокопрочный алмазоподобный углеродный слой. Технический результат - обеспечение работы в экстремальных условиях открытого космоса за счет использования тонкой подложки-оболочки из полимерного композиционного материала - углепластика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ изготовления заготовки светоотражающего элемента для оптических систем // 2541319

Изобретение относится к способу изготовления заготовки светоотражающего элемента для оптических систем, включающему предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей, формирование металлизированного отражающего слоя. При этом формирование металлизированного светоотражающего слоя на основе иридия производят после снятия реплики, после нанесения последовательно подслоя химического цинка, нанесения никель-фосфорного слоя толщиной до 200 мкм, который подвергают термообработке в диапазоне температур 110-400°C и высокоинтенсивной полировке до 6-8 Å с получением дублируемой поверхности матрицы, с последующим формированием несущего слоя гальванического никеля из сульфаминового электролита следующего состава (г/л): никель сульфаминовый 300-400; никель двухлористый 12-15; кислота борная 25-40; натрий лаурилсульфат 0,01-0,1; сахарин 0,008 при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°C в течение 8 часов, после чего полученную металлизированную реплику снимают с матрицы методом термоудара, а собственно светоотражающий слой иридия наносят методом высокоточного катодного напыления на внутреннюю поверхность никелевой реплики с образованием тонкостенного светоотражающего элемента для последующей установки его в оптическую систему. Использование настоящего способа позволяет обеспечить повышение оптических и геометрических показателей, показателей адгезии никель-фосфорного покрытия к матрице и его механической прочности. 1 пр., 1 ил.

Многопрофильное зеркало с регулируемыми отношением прямолинейной и криволинейной отражательных поверхностей и кривизной криволинейных отражательных поверхностей (рабочее название - "аргус") // 2543440

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Многопрофильное зеркало имеет корпус с элементами крепления и ориентирования по положению, прямолинейную отражательную зеркальную поверхность, криволинейную часть, заменяющую собой по площади прямолинейную часть, зеркалообразующее плоское стекло, элементы активного и пассивного светоизлучения. Отражающая прямолинейная часть зеркала образуется за счет прилегания к прозрачному прилегающему стеклу зеркальной подушки, представляющей собой пустотелый накачиваемый газом - воздухом или азотом, эллипсоид. Эллипсоид выбран по форме и размерам из эластичного пленочного материала с нанесенным на его прилегающей стенке зеркальным отражающим слоем. Отражающая криволинейная периферийная часть зеркала образуется за счет неприлегания зеркальной подушки к прозрачному прилегающему стеклу. Криволинейная часть зеркала образуется за счет неприлегания зеркальной подушки к прозрачному прилегающему стеклу при помощи выступа, отстоящего в сторону от зеркальной подушки и полученного за счет выреза в прозрачном прилегающем стекле. Регулирование отношения прямолинейной и криволинейной отражающих частей зеркала, а также кривизны криволинейных отражающих частей происходит за счет применения одновременного или раздельного регулирования давления газа - воздуха или азота в зеркальной подушке и поджимающей подушке. Трубопроводы подкачки обоих подушек выводятся через канал к соответствующим органам управления подкачкой или поджимания задней стенки зеркальной подушки поджимающей пластиной. Достигается повышение качества отражающей поверхности. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Усовершенствование внутреннего зеркала заднего вида // 2548292

Изобретение относится к системе внутреннего зеркала заднего вида. Внутреннее зеркало (1) заднего вида содержит плоское зеркальное стекло (2), узел (3) рамы и опоры, в котором размещено плоское зеркальное стекло (2), для установки в подходящем местоположении в транспортном средстве (100), пленку (11) на OLED (органических светоизлучающих диодах), покрывающую всю поверхность плоского зеркального стекла (2), датчик (12), который определяет день и ночь, светочувствительный датчик (13), который определяет свет, поступающий от передних фар заднего транспортного средства (100), и двухпозиционную кнопку (14) включения/выключения. Пленка (11) на OLED закрывает всю поверхность плоского зеркального стекла (2). Внутреннее зеркало (1) заднего вида содержит автоматическую противоослепляющую систему (10), снабженную схемой (15) обработки, выполненной с возможностью активирования пленки (11) на OLED, чтобы снизить отражение плоского зеркального стекла (2), когда светочувствительный датчик (13) внутреннего зеркала заднего вида определяет свет, поступающий от передних фар заднего транспортного средства (100). Достигается повышение безопасности дорожного движения за счет обеспечения защиты водителя от ослепления фарами едущего позади транспортного средства. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изготовления полой заготовки зеркального элемента для оптических систем // 2582299

Изобретение относится к технологии изготовления светоотражающих элементов сложной формы и может быть использовано для получения высокоточных светоотражающих оптических элементов астрономических зеркал. Согласно изобретению, предварительно на поверхности сложнопрофильных изделий формируют несущий металлизированный слой гальванического никель-кобальтового покрытия с содержанием кобальта в осадке 15-20%, из сульфаминового электролита при плотности тока 2,5-3,0 А/дм2, температуре 55-60°С. Полученную реплику снимают методом термоудара и наносят светоотражающий слой иридия методом высокоточного катодного напыления на внутреннюю поверхность никель-кобальтовой реплики с образованием тонкостенного светоотражающего элемента, предназначенного для последующей установки его в оптическую систему. Технический результат - обеспечение снижения толщины и внутренних напряжений несущего слоя заготовки за счет увеличения прочности заготовки, улучшения контрастности пятна и уменьшения деформации искажения изображения, получаемого с помощью готового оптического зеркала. 1 табл., 1 пр.

Способ изготовления облегченных оптических зеркал // 2591209

Изобретение относится к изготовлению зеркально-линзовых систем и может быть использовано в оптической и оптоэлектронной промышленности, в том числе при производстве зеркал оптических телескопов. Предложен способ изготовления облегченных оптических зеркал на основании из карбидокремниевой керамики SiSiC и рабочего слоя из оптического боросиликатного стекла, в котором пластину из карбидокремниевой керамики подвергают отжигу на воздухе при температуре 900-1000°C в течение 1,5-2 часов, затем полируют и соединяют с пластиной из боросиликатного стекла методом пайки при температуре 800-850°C в защитной атмосфере в течение 0,5-1 часа. Полученные заготовки шлифуют, полируют и наносят зеркальный отражающий слой по известной технологии. Технический результат - предложенный способ позволяет получать оптические зеркала с прочным, беспористым соединением слоев и хорошей устойчивостью к внешним воздействиям: циклическим изменениям температуры в интервале от минус 30 до плюс 50°C и давлению газовой среды 10-3 Па. 4 пр.

Защитный элемент для защищенных от подделки документов, ценных документов или т.п. // 2596088

Защитный элемент для изготовления ценных документов, таких как банкноты, чеки, включает в себя верхнюю сторону, которая обеспечивает несколько микроизображений. Каждое микроизображение образовано посредством структуры микрополостей, которая имеет множество расположенных друг рядом с другом микрополостей. Структура микрополостей является оптически отражающей или имеющей высокий показатель преломления. Для каждого микроизображения имеются микрополости первого и второго вида, которые отличаются в части соотношения параметров микрополостей, в результате чего каждое микроизображение структурировано посредством по меньшей мере двух различных видов микрополостей. Технический результат заключается в увеличении степени защиты от подделки за счет использования большего количества деталей. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

Зеркало с необязательным слоем защитной краски и/или способы его изготовления // 2620325

Способ изготовления зеркала включает подготовку подложки, нанесение на подложку многослойного тонкопленочного покрытия, включающего в порядке движения от подложки: первый кремнийсодержащий слой, металлический слой, содержащий алюминий, второй кремнийсодержащий слой, и нанесение жидкостным способом защитной краски непосредственно сверху и в прямом контакте с самым удаленным слоем многослойного тонкопленочного покрытия. Защитную краску наносят так, чтобы ее плотность после отверждения составляла 5-100 граммов на квадратный метр, и производят отверждение защитной краски. После указанного отверждения защитная краска способна в течение семи дней выдерживать воздействие температуры 85°С при 85% относительной влажности, а также в течение семи дней выдерживать воздействие температуры 49°С при 100% относительной влажности. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

Зеркало и способ его изготовления // 2628037

Изобретение может быть использовано для создания отражательных оптических элементов, в том числе внеатмосферных. Зеркало включает подложку, разделительный и отражающий слои. Подложка выполнена из углеродсодержащего композиционного материала. Разделительный слой выполнен из чистого кремния. Способ изготовления включает получение подложки из углеродсодержащего композиционного материала, формирование на ее поверхности разделительного слоя, последующую оптическую обработку разделительного слоя и нанесение отражающего слоя. Разделительный слой формируют из чистого кремния путем обеспечения контакта подложки со светочувствительным веществом, содержащим кремний, облучения светочувствительного вещества УФ-излучением, что приводит к фотохимической реакции, в результате которой на поверхность подложки наносится разделительный слой чистого кремния. Технический результат - повышение эксплуатационных свойств зеркала, упрощение технологии его изготовления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Облегченное зеркало космического телескопа // 2630556

Зеркало имеет отражающую рабочую поверхность и плоскую тыльную поверхность, в которой выполнены вырезы для получения ячеек структур облегчения. Их оси симметрии параллельны оптической оси зеркала и параллельны между собой. Одни из ячеек выполнены в виде сотовой шестиугольной структуры так, что входное цилиндрическое отверстие для обрабатывающей фрезы совпадает по диаметру с диаметром фрезы, но меньше по поперечным размерам, чем сама ячейка. Добавлены ячейки с входным отверстием, совпадающим по размерам и форме с размерами и формой самой ячейки. Расстояния между каждой ячейкой и тыльной и рабочей поверхностями зеркала постоянны. По крайней мере три ячейки выполнены с возможностью крепления зеркала. Ребра структуры облегчения, образующие внешний контур зеркала, выполнены с большей толщиной, чем ребра, расположенные внутри зеркала. Технический результат - создание зеркала в виде внеосевого фрагмента осесимметричного зеркала, имеющего отношение массы облегченного зеркала к массе необлегченного 0,5, коэффициент запаса прочности 3, деформации рабочей поверхности зеркала в рабочем положении 0,03 мкм. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.