项目概述
磁场辅助磁性混合流体MCF非球面器件纳米级超精密抛光
非球面光学元件广泛应用于军用和民用光电产品领域，如在摄影镜头和取器、变焦镜头、卫星红外望远镜、条形码读出头、光纤接头、医疗仪器等中。非球面光学系统可消除球差、彗差、像散、场曲，减少光能损失具有球面光学元件无可比拟的高质量图像信息采集能力;另外，非球面光学系统可以提高系统的相对口径比，扩大视场角，并能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而使系统的结构紧凑化，镜头小型化、成本低廉化。
近年随着我国智能电子设备，医疗设备等产品大量普及，以及产品更新换代速度加快，大大提高了整个市场对光学元器件的需求，特别是非球面光学元件的需求。然而先进的加工技术由国外的研究机构所掌握，我国的加工技术起步较晚，并且我国针对非球面镜的抛光技术并未市场化，不仅加工成本高昂，并且其核心技术主要掌握在高校以及其他科研单位，或者军工机构，因此需要展开低成本、高效、易市场化的非球面镜纳米级超精密抛光研究。本项目针对非球面镜功能器件，使用一种智能型磁性混合流体MCF在磁场辅助下对非球面器件进行纳米级超精密抛光。
该技术使用一种新型磁性混合流体MCF( Magnetic Compound Fluid)在磁场辅助下对非球面器件进行纳米级超精密抛光。加工原理和实验装置外观照片分别如图1和图2所示。抛光单元包括MCF，MCF支撑板，环状柱形永久磁铁，动力装置2和3。通过动力装置2和同步带使MCF支撑板获得一个自转速度nc，水久磁铁放置于其下面，并与MCF支撑板自转中心存在一定的偏心距离r;在动力装置3的驱动下，永久磁铁以速度nm公转产生一空间旋转磁场。机械手臂末端安装有工件单元，该单元由工件和动力装置1组成，工件以速度nw自转，同时在机械手臂的控制下可自由变换抛光点。抛光时由磁性粒子组成的粒子簇在旋转磁场的作用下不断搅拌磨粒，实现抛光过程中磨粒的更新;磨粒与工件表面存在相对速度，同时在流体动压力以及磁浮力等外力的作用下对工件产生抛光压力，由此工件表面材料得以去除，其微观结构如图3所示。P是轴对称非球面工件的顶点，它与MCF支撑板的距离即为工作间隙h;θ为工件自转轴与MCF支撑板自转轴之间的夹角。本项目所采用的MCF组成为:水基磁流体MF，羰基铁粉，A2O3磨粒，纤维素。
该方法采用的磁性混合流体是一种智能流体，当置于磁场中时，会产生流变现象，从液态转变为类固态，其生成的抛光工具与工件外观形状具有极高贴合度，另外通过改变磁铁形状可以生成不同形状的抛光工具，灵活实用。目前该方法使用的磁铁为环形柱状的永久磁铁，可以生成环状的抛光工具。同时该方法采用6自由度机械手臂控制工件抛光路径，可以实现智能化控制，具有极强的灵活性。
由于本项目所涉及的产业属于非球面制造链的中游产业，因此期望与上游原材料产业合作，包括日本三井化学日本大阪化学，日本瑞翁等，目标客户群为非球面镜用户，包括华为，富土康，小米，海康威视，德国菜卡。
协商合作
4009962228 0755-22674851
