澆聚型碳塑大型球面反射鏡及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡及其制作方法，屬于光學顯示技術領域。
【背景技術】
[0002]虛像顯示系統使用大型球面反射鏡作為光學成像元件。大型球面反射鏡主要使用硅玻璃作為鏡面材料，一般是將經過模具加溫軟化成形的硅玻璃在磨鏡機上經過粗磨、細磨和拋光等工序加工而成；該制造方法周期長，成本高，產品重量大。目前國際上模擬器用虛像顯示系統主要使用薄膜負壓成型大型球面反射鏡，是將鍍有反射膜的塑料薄膜貼敷在四周凸起的復合材料球面鏡座上，用負壓設備將塑料薄膜拉伸為球面；該大型球面反射鏡的負壓設備需不間斷長期工作維持球面形狀，時間長久后塑料膜老化面形變差，塑料膜的反射膜層集灰后不易清洗，維護性差。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為克服現有大型球面反射鏡的缺點，提供一種澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡及其制作方法，適用于模擬仿真視景顯示。
[0004]一種澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡，包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層。自下而上分別為鏡座、反射鏡基片、反射膜層，反射鏡基片與鏡座粘接結合，反射膜層通過鍍膜機鍍在反射鏡基片上。
[0005]所述鏡座的上表面為凹面。鏡座米用玻璃、金屬或者復合材料，鏡座上表面有微孔。所述金屬包括鋁、鑄鐵等；所述復合材料包括玻璃纖維或碳纖維與鋁蜂窩或紙蜂窩復合成型。
[0006]反射鏡基片材料采用有機玻璃或其他適用的光學塑料，下表面為凸面，上表面為凹面，其凸面與鏡座凹面相吻合、無縫粘結固化在鏡座凹面上。反射鏡基片厚3-50毫米，凹面曲率半徑取值范圍為1600毫米到4000毫米。反射鏡基片凸面與鏡座凹面的曲率差在±1%范圍內。
[0007]反射鏡基片上表面為凹面，上表面鍍反射膜層，反射膜層的反射率> 85%。
[0008]本發明的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡的制作方法包括如下步驟:
[0009]步驟1，用磨鏡機將用于制作反射鏡基片的凸面模具基片的凸面磨拋至光學級。
[0010]步驟2，用金剛石砂在磨鏡機上對鏡座凹面進行磨拋，改善面型精度，并使鏡座形成無數微孔，確保有機玻璃單體固化形成反射鏡基片后和鏡座凹面間微觀結構鉚接牢固。
[0011]步驟3，在鏡座上表面凹面的四周粘貼固定密封條。密封條厚度與反射鏡基片的厚度相匹配。密封條的端頭留有澆注口。
[0012]步驟4，在粘貼密封條后的鏡座凹面上放置凸面模具基片，鏡座、密封條、模具基片間形成空腔，空腔大小與任務所需的反射鏡基片的大小匹配。凸面模具基片的凸面與鏡座凹面的曲率相近，曲率誤差在±1%范圍內。
[0013]步驟5，將配制好的予聚有機玻璃單體注入模具基片和鏡座間的空腔體內，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。將整體放到溫水中聚合，再放到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片，反射鏡基片固化后下表面和鏡座凹面間緊密結合。
[0014]步驟6，去除凸形模具基片，在真空鍍膜機內將反射鏡基片的凹面鍍上反射膜。
[0015]步驟7，將鍍膜后的固化結合體四邊鋸掉一定的寬度以確保將密封條全部切除，形成澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡。
[0016]有益效果
[0017]本發明的碳塑大型球面反射鏡比玻璃球面反射鏡質量輕，制造周期短，成本低、剛性好；與薄膜負壓成型大型球面反射鏡相比，強度高、壽命長、光學性能好、可維護。1600至4000毫米大曲率半徑可以滿足通用飛機、大型飛機及其他大型設備的模擬訓練需求，并適合進行規模化推廣。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡制作方法示意圖；
[0019]圖2為本發明的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡剖面結構示意圖；
[0020]圖3為本發明的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡外形圖；
[0021]標號說明:1_模具基片，2-鏡座，3-密封條，4-反射鏡基片。
【具體實施方式】
[0022]為了更好的說明本發明的目的和優點，下面結合附圖和實施例對本
【發明內容】
作進
一步說明。
[0023]澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡，曲率半徑R為3000毫米，反射鏡基片厚20毫米，幾何尺寸為垂直球心角40度，水平球心角為36度。先用厚20毫米的硅玻璃熱成形為R3000的球面模具基片1，在磨鏡機上將球面模具基片1的凸面磨拋到光學級，光學誤差2到5個光圈。球面反射鏡的鏡座2為預浸環氧樹脂碳纖維布和鋁蜂窩復合結構，在專用模具內按順序鋪設五層預浸碳纖維布、五層預浸玻璃纖維布、兩層膠膜、鋁蜂窩層、兩層膠膜、五層預浸玻璃纖維布、五層預浸碳纖維布復合結構材料，扣模后，加溫固化成形為凹面復合結構鏡座2。用W40金剛石砂在磨鏡機上對碳纖維鋁蜂窩結構鏡座2凹面進行磨拋，改善鏡座2凹面面型精度，并使鏡座2凹面形成無數微孔。根據需要的反射鏡基片厚度，選擇硅橡膠密封條3。將密封條3沿鏡座2凹面四周定位，再將凸面模具基片1順向扣上，模具基片1凸面面向鏡座2凹面，用拱形卡卡緊，在密封條端頭留有澆注口。將配制好的予聚有機玻璃單體液體注入模具基片1和鏡座2間的空腔體內，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。放到溫水中恒溫聚合，再到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片4，如圖1所示。
[0024]接著，去除凸模具基片1。有機玻璃單體固化成型后和鏡座2凹面間微觀鉚接，有機玻璃反射鏡基片4被牢固的粘結在鏡座2上。在大型真空鍍膜機內將反射鏡基片4凹面鍍反射膜后，將四邊密封條鋸掉，成為球面反射鏡，如圖2所示。
[0025]反射層鍍膜要求反射率高(> 85% )、粘接牢固、無明顯沙眼、不透光，表面抗劃傷。
[0026]R3000澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡可適用于大型飛機等大型裝備的模擬訓練需求。
[0027]本發明的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡的重量小于玻璃反射鏡的50% ;成品制造周期是玻璃鏡子的30%左右；成本小于玻璃反射鏡的30%。與薄膜負壓成型球面反射鏡相比，澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡可以進行維護，包括除塵，清洗等；面型精準，曲率半徑誤差與薄膜負壓成型球面反射鏡相比減小80%以上。
【主權項】
1.澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡，其特征在于:包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層；自下而上分別為鏡座、反射鏡基片、反射膜層，反射鏡基片與鏡座粘接結合，反射膜層通過鍍膜機鍍在反射鏡基片上； 所述鏡座的上表面為凹面；鏡座米用玻璃、金屬或者復合材料，鏡座上表面有微孔； 反射鏡基片材料采用有機玻璃或其他適用的光學塑料，下表面為凸面，上表面為凹面，其凸面與鏡座凹面相吻合、無縫粘結固化在鏡座凹面上；反射鏡基片厚3-50毫米，凹面曲率半徑為1600毫米到4000毫米，反射鏡基片凸面與鏡座凹面的曲率差在±1%范圍內。2.根據權利要求1所述的澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡，其特征在于:反射層鍍膜反射率> 85%、粘接牢固、無沙眼、不透光、抗劃傷。3.一種澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡的制作方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1，用磨鏡機將用于制作反射鏡基片的凸面模具基片的凸面磨拋至光學級。 步驟2，用金剛石砂在磨鏡機上對鏡座凹面進行磨拋，改善面型精度，并使鏡座形成無數微孔，確保有機玻璃單體固化形成反射鏡基片后和鏡座凹面間微觀結構鉚接牢固。 步驟3，在鏡座上表面凹面的四周粘貼固定密封條。密封條厚度與反射鏡基片的厚度相匹配。密封條的端頭留有澆注口。 步驟4，在粘貼密封條后的鏡座凹面上放置凸面模具基片，鏡座、密封條、模具基片間形成空腔，空腔大小與任務所需的反射鏡基片的大小匹配。凸面模具基片的凸面與鏡座凹面的曲率相近，曲率誤差在±1%范圍內。 步驟5，將配制好的予聚有機玻璃單體注入模具基片和鏡座間的空腔體內，直到注滿，空氣排出干凈，密封好澆注口。將整體放到溫水中聚合，再放到熱烘房中完全固化成型反射鏡基片，反射鏡基片固化后下表面和鏡座凹面間緊密結合。 步驟6，去除凸形模具基片，在真空鍍膜機內將反射鏡基片的凹面鍍上反射膜。 步驟7，將鍍膜后的固化結合體四邊鋸掉一定的寬度以確保將密封條全部切除，形成澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡。
【專利摘要】本發明涉及一種澆聚型碳塑復合大型球面反射鏡及其制作方法，屬于光學顯示技術領域。本發明包括鏡座、反射鏡基片和反射膜層。反射鏡基片與鏡座粘接結合，反射膜層通過鍍膜機鍍在反射鏡基片上。鏡座采用玻璃、金屬或者復合材料，反射鏡基片材料采用有機玻璃或其他適用的光學塑料，其凸面與鏡座凹面相吻合，粘結固化在鏡座凹面上。本發明的碳塑大型球面反射鏡與玻璃球面反射鏡相比質量輕，制造周期短，成本低、剛性好；與薄膜負壓成型大型球面反射鏡相比，強度高、壽命長、光學性能好、可維護。1600至4000毫米大曲率半徑可以滿足通用飛機、大型飛機及其他大型設備的模擬訓練需求，并適合進行規模化推廣。
【IPC分類】G02B5/10, G02B7/183
【公開號】CN105242337
【申請號】CN201410715747
【發明人】馬斌, 馬清亮, 馬起躍
【申請人】北京航宇榮康科技發展有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年12月1日