高精度微结构玻璃透镜阵列模具

选择与Ni-P合金具有相近热膨胀系数的C71500 CuNi合金作为模具材料基底。利用SPDT在CuNi基底上加工出弯曲复眼微透镜阵列的基本轮廓，再采用无静电电镀工艺在CuNi表面电镀一层300µm厚的Ni-P涂层。为消除因Ni-P材料在高温条件下晶化转变引起的模具变形，对Ni-P涂层进行高温热处理（在氮气氛围下进行，热处理温度为550℃，时间2h），使其完成晶化转变，以提高Ni-P的硬度、模压精度和模具寿命。使用5轴超精密加工机床对复眼微透镜阵列进行单点金刚石切削加工。采用白光干涉仪测量表面粗糙度，轮廓仪测量面型精度。在微柱状非球阵列模具面型精度及表面粗糙度检测中，对一条柱面任意位置进行测量面型精度PV，其面型精度为0.294 μm，选取平面和微柱状非球面阵列单元测量表面粗糙度Sa，分别为0.562 nm、0.916 nm。非球面复眼阵列玻璃模具面型精度及表面粗糙度测试，选取任意一个非球面子眼进行测量面型精度，其面型精度为0.296 μm，同时选取上模具球面、非球面子眼、下模具球面、平面测量表面粗糙度Sa分别为0.669 nm、0.594 nm、0.787 nm、1.268 nm。非球面衍射模具面型精度及表面粗糙度检测，选取测点1（非球面）和测点2（衍射环带）进行测量，非球面的面型精度为0.192 μm，衍射环带面型精度为0.079 μm，模具的表面粗糙度Ra为2.084 nm。数据量为29.7MB。