碳纖維凹面反射鏡制備工藝的制作方法
【專利摘要】碳纖維凹面反射鏡制備工藝，屬于光學(xué)元件制備技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中碳纖維凹面反射鏡制備工藝成本高、模具加工難度大等問(wèn)題。本發(fā)明的制備工藝，先采用光學(xué)玻璃為材料，制備與待制備的碳纖維凹面反射鏡鏡面結(jié)構(gòu)相同的凹面反射鏡模具，然后在凹面反射鏡模具上涂脫模劑并在脫模劑上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到凸面碳纖維反射鏡模具，再在凸面碳纖維反射鏡模具上涂脫模劑并在脫模劑上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到凹面碳纖維反射鏡鏡坯；最后對(duì)凹面碳纖維反射鏡鏡坯進(jìn)行表面處理，得到碳纖維凹面反射鏡。該制備工藝簡(jiǎn)單易行、成本低，制備的反射鏡精度高。
【專利說(shuō)明】
碳纖維凹面反射鏡制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種碳纖維凹面反射鏡制備工藝，屬于光學(xué)元件制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維反射鏡是采用碳纖維復(fù)合材料制備的反射鏡，具有密度低、熱性能優(yōu)良、高比強(qiáng)度和高比剛度等優(yōu)點(diǎn)，因此，相比于金屬反射鏡及玻璃反射鏡等，更能滿足光學(xué)反射鏡的要求，所以，近年來(lái)，在空間探索、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星偵察等領(lǐng)域應(yīng)用尤其廣泛。
[0003]碳纖維反射鏡的類型有碳纖維凹面反射鏡、碳纖維凸面反射鏡、碳纖維平面反射鏡。現(xiàn)有技術(shù)中，碳纖維反射鏡的制備工藝是:采用光學(xué)玻璃削磨與待制備的碳纖維反射鏡鏡面配合的碳纖維反射鏡模具，然后對(duì)碳纖維反射鏡模具進(jìn)行表面處理，再鋪多層碳纖維預(yù)浸布，固化成型，得到反射鏡(一次復(fù)制法)。但是，這種制備工藝僅針對(duì)于碳纖維凸面反射鏡和碳纖維平面反射鏡簡(jiǎn)單易行，但凹面碳纖維反射鏡(尤其是球面、非球面反射鏡)，需要削磨光學(xué)玻璃制備凸面模具，凸面模具在制備時(shí)由于反射面是發(fā)散的，模具加工難度大，而且在表面精度檢測(cè)時(shí)，對(duì)檢測(cè)儀器要求較高，存在成本高等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是如何提供一種簡(jiǎn)單易行、成本較低的碳纖維凹面反射鏡制備工
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[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案如下。
[0006]—種碳纖維凹面反射鏡制備工藝，步驟如下:
[0007]步驟一、采用光學(xué)玻璃為材料，制備與待制備的碳纖維凹面反射鏡鏡面結(jié)構(gòu)相同的凹面反射鏡模具；
[0008]步驟二、在凹面反射鏡模具上涂脫模劑，形成第一脫模層，然后在第一脫模層上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度大于等于4mm，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凹面反射鏡模具鏡面結(jié)構(gòu)配合的凸面碳纖維反射鏡模具；
[0009]步驟三、在凸面碳纖維反射鏡模具上涂脫模劑，形成第二脫模層，然后在第二脫模層上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度等于待制備的碳纖維凹面反射鏡的厚度，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凸面碳纖維反射鏡模具鏡面結(jié)構(gòu)配合的凹面碳纖維反射鏡鏡坯；
[0010]步驟四、對(duì)凹面碳纖維反射鏡鏡坯表面鍍膜，得到碳纖維凹面反射鏡。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟一中，采用磨削加工光學(xué)玻璃制備凹面反射鏡模具。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟二和步驟三中，固化成型的方式為熱壓成型、模壓成型或者真空袋成型。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明的碳纖維凹面反射鏡制備工藝不需要采用光學(xué)玻璃削磨制備凸面模具，采用兩次表面復(fù)制的方式制備碳纖維凹面反射鏡，相對(duì)于現(xiàn)有工藝具有簡(jiǎn)單易行，成本低的優(yōu)勢(shì)。另外，由于凸面碳纖維反射鏡模具與凹面碳纖維反射鏡鏡坯的熱膨脹匹配度好，能有效減輕制備過(guò)程中因熱膨脹引起的面形變化，因此，第二次表面復(fù)制引起的面形累積誤差很小，可保持與現(xiàn)有技術(shù)中一次復(fù)制法相同的制備精度。
[0015]本發(fā)明的碳纖維凹面反射鏡制備工藝不局限于凹面反射鏡的形狀，適用于各類面形復(fù)雜的碳纖維反射鏡，尤其是非球面反射鏡和球面反射鏡。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1中，從(a)-(d)為本發(fā)明碳纖維凹面反射鏡制備工藝的步驟示意圖；
[0017]圖中，1、凹面反射鏡模具，2、凸面碳纖維反射鏡模具，3、第二脫模層，4、凹面碳纖維反射鏡鏡還，5、反射膜。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的碳纖維凹面反射鏡制備工藝，步驟如下:
[0020]步驟一、采用光學(xué)玻璃為材料，磨削加工，制備與待制備的碳纖維凹面反射鏡鏡面結(jié)構(gòu)相同(即口徑、曲率半徑和面形皆相同)的凹面反射鏡模具I，即復(fù)制一個(gè)材料為光學(xué)玻璃的碳纖維凹面反射鏡；
[0021]其中，光學(xué)玻璃為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用材料，沒(méi)有特殊限制，如微晶玻璃；
[0022]步驟二、在凹面反射鏡模具I的表面涂脫模劑，形成第一脫模層，在第一脫模層上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度大于等于4mm，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凹面反射鏡模具I鏡面結(jié)構(gòu)配合的凸面碳纖維反射鏡模具2;
[0023]步驟三、在凸面碳纖維反射鏡模具2的表面涂脫模劑，形成第二脫模層3，在第二脫模層3上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度等于待制備的碳纖維凹面反射鏡的厚度，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凸面碳纖維反射鏡模具2鏡面結(jié)構(gòu)配合的凹面碳纖維反射鏡鏡坯4;
[0024]步驟四、在凹面碳纖維反射鏡鏡坯4表面鍍反射膜5，得到碳纖維凹面反射鏡。
[0025]上述，步驟二和步驟三中，固化成型的方式為熱壓成型、模壓成型或者真空袋成型，成型條件根據(jù)選擇的碳纖維預(yù)浸布不同而不同，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)選擇即可，沒(méi)有特殊限制。
[0026]實(shí)施例1
[0027]待制備的長(zhǎng)波紅外碳纖維反射鏡參數(shù)如下:厚度為4.8mm，直徑為200mm，曲率半徑為700mm、面形精度RMS為λ/40(λ= 10.6ym)。
[0028]上述長(zhǎng)波紅外碳纖維反射鏡的制備工藝為:
[0029]步驟一、采用微晶玻璃為材料，磨削加工，制得直徑為200mm，曲率半徑為700mm，面形為λ/20(λ = 632ηπι)的凹面反射鏡模具I;
[0030]步驟二、在凹面反射鏡模具I的表面涂脫模劑(AXELXTEND 818)，形成第一脫模層，在第一脫模層上鋪120層T700碳纖維預(yù)浸布，每層厚度為0.04mm，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布采用真空袋工藝固化成型(成型溫度120°C)，得到面形為/40(λ=10.6μπι)凸面碳纖維反射鏡模具2;
[0031]步驟三、在凸面碳纖維反射鏡模具2的表面涂脫模劑(AXELXTEND 818)，形成第二脫模層3，在第二脫模層3上鋪120層T700碳纖維預(yù)浸布，每層厚度為0.04mm，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布采用真空袋工藝固化成型(成型溫度120°C)，脫模，得到面形為λ/40(λ=10.6μπι)凹面碳纖維反射鏡鏡坯4;
[0032]步驟四、在凹面碳纖維反射鏡鏡坯4表面鍍金屬反射膜5，得到碳纖維凹面反射鏡。
[0033]對(duì)得到的得到碳纖維凹面反射鏡進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得面形為λ/40(λ=10.6μπι)，滿足設(shè)計(jì)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.碳纖維凹面反射鏡制備工藝，其特征在于，步驟如下: 步驟一、采用光學(xué)玻璃為材料，制備與待制備的碳纖維凹面反射鏡鏡面結(jié)構(gòu)相同的凹面反射鏡模具； 步驟二、在凹面反射鏡模具上涂脫模劑，形成第一脫模層，然后在第一脫模層上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度大于等于4mm，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凹面反射鏡模具鏡面結(jié)構(gòu)配合的凸面碳纖維反射鏡模具； 步驟三、在凸面碳纖維反射鏡模具上涂脫模劑，形成第二脫模層，然后在第二脫模層上鋪多層碳纖維預(yù)浸布，至多層碳纖維預(yù)浸布的總厚度等于待制備的碳纖維凹面反射鏡的厚度，將鋪好的碳纖維預(yù)浸布固化成型，脫模，得到與凸面碳纖維反射鏡模具鏡面結(jié)構(gòu)配合的凹面碳纖維反射鏡鏡坯； 步驟四、對(duì)凹面碳纖維反射鏡鏡坯表面鍍膜，得到碳纖維凹面反射鏡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維凹面反射鏡制備工藝，其特征在于，所述步驟一中，采用磨削加工光學(xué)玻璃制備凹面反射鏡模具。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維凹面反射鏡制備工藝，其特征在于，所述步驟二和步驟三中，固化成型的方式為熱壓成型、模壓成型或者真空袋成型。
【文檔編號(hào)】B29C70/42GK106094079SQ201610595092
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日 公開(kāi)號(hào)201610595092.1, CN 106094079 A, CN 106094079A, CN 201610595092, CN-A-106094079, CN106094079 A, CN106094079A, CN201610595092, CN201610595092.1
【發(fā)明人】劉震宇, 程路超, 王強(qiáng)龍, 謝軍, 何鋒赟, 余毅
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所