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超精密加工技术是适应现代高技术发展需要而发展起来的一种机械加工新工艺。它综合了机械技术、测量技术、现代电子技术和计算机技术发展的新成果。超精密加工有两种含义,一是指向传统加工方法不易突破的精度界限挑战的加工,即高精度加工;二是指向实现微细尺寸界限挑战的加工,即微细加工。超精密是一个相对概念,它的指标随着科技的发展而不断提高。目前,一般认为,加工精度高于0.1μm,粗糙度优于0.01μm的为超精密加工,更严格的说,尺寸精度为IT-1(如Φ100左右时为0.25μm,粗糙度为Ra0.025μm)或更高的为超精密加工。经过几十年的发展,超精密加工技术目前主要包括超精密单点金刚石车削技术、超精密麿削技术和超精密研磨技术等等。
超精密单点金刚石车削技术是应用最广泛的超精密加工方法之一,可在一次加工后实现镜面结构,获得最佳表面粗糙度(Ra< 10nm)的加工技术。它综合利用天然单晶金刚石刀具、高定位精度和重复精度的超精密车床以及C轴可控旋转技术,可实现多种塑性材料和硬脆材料的非球面甚至是自由曲面的加工。超精密单点金刚石车削技术可用于制造非球面、衍射及自由曲面光学元件,大型天体望远镜的反射镜和多面棱镜等各类高精度关键件。也广泛应用于计算机硬盘磁头、手机屏幕微透镜阵列和各种微槽,以及注塑生产大量廉价部件的高精度模具(CD唱片、非球面镜)。
天津大学微纳制造技术工程研究中心坐落于天津经济技术开发区天大科技园园区内,引进了美国莫尔公司的超精密车床,直接利用金刚石刀具单点车削加工出符合光学质量要求的非球面及自由曲面光学零件。该技术主要用于加工中小尺寸、中等批量的红外晶体和金属材料的光学零件.
天津大学微纳制造技术工程研究中心可提供各种非球面、自由曲面及衍射光学透镜及各种复眼反射镜、螺旋反射镜、非球透镜阵列、菲涅尔透镜、正弦曲面阵列, 多棱镜, 柱面镜阵列等典型光学曲面元件的加工, 以及非球面透镜模芯的加工.
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