ОБРОБКА ОПТИЧНОГО СКЛА ШЛЯХОМ РІЗКИ ТА ГАРЯЧОГО ПРЕСУВАННЯ: КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ

Автор(и)

  • Дмитро Петров Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Людмила Брагіна Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Людмила Щукіна Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.01.11

Ключові слова:

оптичне скло, виробничі процеси, механічна обробка, гаряче пресування, спектральні характеристики, техніко-економічний аналіз

Анотація

Досліджено вторинні процеси обробки у технологічному циклі виробництва оптичного скла. Виробництво оптичного скла є складним багатоетапним процесом, що включає плавлення, формування скломаси та подальші технологічні операції, необхідні для досягнення кінцевих характеристик матеріалу. Окрім первинного виготовлення, скло проходить додаткові етапи механічної обробки, що дозволяють надати йому необхідну геометрію та, в окремих випадках, коригувати оптичні параметри. Розглянуто особливості механічної обробки кольорового та безкольорового оптичного скла, включаючи методи різання, шліфування та полірування. Механічна обробка оптичного скла потребує високої точності та відповідності вимогам до гладкості поверхні та відсутності внутрішніх дефектів. Процес шліфування і полірування суттєво впливає на світлопропускання скла та рівень розсіювання світла, що є критичним для оптичних систем високої точності. Важливу роль відіграють також характеристики абразивних матеріалів, що використовуються при обробці, а також швидкість та параметри різання, які визначають рівень залишкових напружень у матеріалі. Проведено порівняльний аналіз механічної обробки та гарячого пресування, як альтернативного методу формування оптичних компонентів. Проаналізовано вплив температурних режимів та тиску при гарячому пресуванні на спектральні характеристики та механічну міцність виробів. Визначено основні переваги та недоліки обох методів залежно від типу вихідного матеріалу, необхідної точності розмірів та параметрів поверхні. Проведено техніко-економічний аналіз застосування механічної обробки та гарячого пресування у промислових умовах. Розраховано гіпотетичні витрати на використання кожного з методів, включаючи витрати на обладнання, енергоспоживання та втрати матеріалу. Отримані результати дозволяють сформулювати рекомендації щодо оптимального вибору технології обробки оптичного скла з урахуванням вимог до кінцевого продукту та економічної доцільності.

Посилання

Petrov D., Bragina L., Petrova A. The problems of the opticalglass technology at the stages of homogenization and fining. Issues of chemistry and chemical technology, 2020. pp. 68–72, doi:10.32434/0321-4095-2020-132-5-68-72.

Zhou T., Liu X., Liang Z., Liu Y., Xie J., Wang X. Recent advancements in optical microstructure fabrication through glass molding process. Frontiers of Mechanical Engineering, 2017, Iss. 12, pp. 46–65.

Shelby J. E. Introduction to glass science and technology. Royal society of chemistry, 2020, 325 p.

Libralesso L., Fontan F. An anytime tree search algorithm for the 2018 ROADEF/EURO challenge glass cutting problem. European journal of operational research, 2021, Iss. 291 (3), pp. 883–893.

Rakshit R., Das A. K. A review on cutting of industrial ceramic materials. Precision Engineering, 2019, Iss. 59, pp. 90–109.

Fu H., Xue C., Liu Y., Cao B., Lang C., Yang C. Prediction model of residual stress during precision glass molding of optical lenses. Applied Optics, 2022, Iss. 61 (5), pp. 1194–1202.

Twyman F. Prism and lens making: a textbook for optical glassworkers. Routledge, 2017, 630 p.

Cooperstein I., Shukrun E., Press O., Kamyshny A., Magdassi S. Additive manufacturing of transparent silica glass from solutions. ACS applied materials & interfaces, 2018, Iss.10 (22), pp. 18879–18885.

Yue Y. Revealing the nature of glass by the hyperquenching-annealing-calorimetry approach. Journal of Non-Crystalline Solids, 2022, p. 100099.

Borrelli,N. F. Microoptics technology: fabrication and applications of lens arrays and devices. CRC Press, 2017, 544 p., doi: 10.1201/9781420030907.

Petrov D. V, Bragina L. L. The influence of the Cr2O3–Mn2O3 colorants system on the spectral characteristics of R2O–PbO–SiO2 glasses. Int J Ceramic Eng Sci. 2024, 6, e10205, doi: 10.1002/ces2.10205.

de Ligny D., Möncke D. Colors in glasses. Springer Handbook of Glass, 2019, pp. 297–342.

Heping Zh., et al. Entirely reversible photochromic glass with high coloration and luminescence contrast for 3D optical storage. ACS Energy Letters, 2022, Iss. 7.6, pp. 2060–2069.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-22

Як цитувати

Петров , Д., Брагіна , Л. ., & Щукіна , Л. . (2025). ОБРОБКА ОПТИЧНОГО СКЛА ШЛЯХОМ РІЗКИ ТА ГАРЯЧОГО ПРЕСУВАННЯ: КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (1(23), 81–86. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.01.11