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Micro-optical fabrication by ultraprecision diamond machining and precision molding

Frontiers of Mechanical Engineering 2017年第2期12卷 181-192页

作者： Likai LI Neil J. NAPLES Jeffrey W. ROBLEE Allen Y. YI Department of Integrated System Engineering The Ohio StateUniversity Columbus OH 43210 USA nistica inc. Bridgewater NJ 08807 USA Ametek Precitech Keene NH 03431 USA

Ultraprecision diamond machining and high volume molding for affordable high precision high performance optical elements are becoming a viable process in optical industry for low cost high quality microoptical component manufacturing. In this process, first high precision microoptical molds are fabricated using ultraprecision single point diamond machining followed by high volume production methods such as compression or injection molding. In the last two decades, there have been steady improvements in ultraprecision machine design and performance, particularly with the introduction of both slow tool and fast tool servo. Today optical molds, inc.uding freeform surfaces and microlens arrays, are routinely diamond machined to final finish without post machining polishing. For consumers, compression mold- ing or injection molding provide efficient and high quality optics at extremely low cost. In this paper, first ultrapreci- sion machine design and machining processes such as slow tool and fast too servo are described then both compression molding and injection molding of polymer optics are discussed. To implement precision optical manufacturing by molding, numerical modeling can be inc.uded in the future as a critical part of the manufacturing process to ensure high product quality.

关键词： ultraprecision machining slow tool servo fast tool servo compression molding injection molding,microlens arrays optical fabrication

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