超轻反射镜的制造方法
【专利说明】超轻反射镜的制造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及反射镜技术领域，尤其是一种超轻反射镜的制造方法。
【背景技术】
[0003]空间飞行器轻量化对光学遥感相机提出了轻量化的要求，为了适应相机轻量化的设计要求，对主镜的轻量化设计是必需的技术途径。碳纤维复合材料具有高比刚度、比强度高以及良好的热稳定性，是理想的轻量化反射镜材料，但由于其表面粗糙，且难以涂覆反射层材料，因面限制了碳纤维复合材料反射镜的应用。由于技术难度大，目前未见相关研究报道。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提出一种超轻反射镜的制造方法，操作简便，制得的产品质量轻。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案:一种超轻反射镜的制造方法，包括以下步骤:
⑴、反射镜坯体成型:采用热压固化法成型碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体；
⑵、反射镜坯体抛光:采用机械抛光技术对碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体表面进行抛光处理；
⑶、反射膜沉积:采用真空离子镀技术在反射镜坯体表面沉积反射膜；
⑷、反射膜抛光:采用机械抛光与离子抛光技术对反射膜进行抛光处理。
[0006]进一步，步骤⑴为:采用与镜面面型相对应的模具，把包含树脂和碳纤维的预浸料铺在模具上面，热压和高温固化，冷却后把模具和固化层分开.该固化层即为碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体。
[0007]进一步，步骤⑵中抛光至表面粗糙度小于Ral.00
[0008]进一步，步骤⑶中反射膜的厚度至少为30 μπι。
[0009]进一步，步骤⑷中先进行机械抛光至反射镜的面型要求，再离子抛光降低反射镜的表面粗糙度。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下优点:利用热压固化法成型碳纤维复合材料反射镜坯体，利用真空镀膜方法在反射镜坯表面沉积反射层，利用抛光技术获得反射镜光学要求，解决了超轻碳纤维复合材料反射镜制造的技术难题。
[0011](I)减轻了反射镜的重量。
[0012](2)反射膜与镜坯结合力强、反射膜致密。
[0013](3 )本发明易于重复，适用于规模生产。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0015]—种超轻反射镜制造方法，具体包括下列步骤:
(1)反射镜坯体成型:先加工一与镜面面型相对应的模具，然后把包含树脂和碳纤维的预浸料铺在模具上面，把铺好的预浸料进行热压和高温固化，冷却后把模具和层合板分开.就形成了碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体；
(2)反射镜坯体抛光:采用机械抛光的方法对碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体进行抛光处理，至表面粗糙度优于Ral.0，面型精度优于反射镜面型精度要求；
(3)反射膜沉积:将碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体固定在真空离子镀膜设备的真空室内，使反射面正对金属靶，打开金属靶沉积金属反射膜，至反射膜厚度达到30 μ m以上；
(4)反射膜抛光:对反射膜进行机械抛光至反射镜的面型要求，通过离子抛光进一步降低反射镜的表面粗糙度。
[0016]本发明利用碳纤维增强树脂基复合材料比重小、比强度和比模量高、温度稳定性好等性能优点，采用热压固化法成型超轻反射镜坯体；利用真空离子镀膜技术具有离子能量高、离化率高和制备的薄膜附着力高等优点，采用电弧离子镀技术在碳纤维增强树脂基复合材料表面沉积反射膜，实现反射镜的反射功能；利用抛光技术对碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体表面进行抛光处理以达到镀膜要求，反射膜沉积完成后再次对反射膜进行抛光处理，以达到光学反射的表面精度要求。采用本方法发明制造的反射镜比重小，温度稳定性好，适用于各种反射镜的制造，尤其适合应用于空间飞行器的反射镜制造，对空间飞行器的减重具有重要意义。
[0017]本发明采用热压罐、抛光机和真空离子镀膜机等设备实现，采用的原材料主要有树脂、碳纤维预浸料、高纯Ni (或Ag)以及模具材料等。
[0018]实施例1
(1)反射镜坯体成型:先加工一与镜面面型相对应的模具，然后把包含氰酸脂树脂和T300碳纤维的预浸料铺在模具上面，把铺好的预浸料进行热压和高温固化，冷却后把模具和层合板分开.就形成了碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体；
(2)反射镜坯体抛光:采用机械抛光的方法对碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体进行抛光处理，至表面粗糙度为Ra0.8，面型精度达到RMSlOOnm ；
(3)反射膜沉积:将碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体固定在真空离子镀膜设备的真空室内，使反射面正对Ni靶，打开Ni靶沉积Ni反射膜，至反射膜厚度达到50 μ m ;
(4)反射膜抛光:对反射膜进行机械抛光至面型精度为RMSlOOnm，通过离子抛光至表面粗糙度为Ra0.01。
[0019]
实施例2
(I)反射镜坯体成型:先加工一与镜面面型相对应的模具，然后把包含环氧树脂和T300碳纤维的预浸料铺在模具上面，把铺好的预浸料进行热压和高温固化，冷却后把模具和层合板分开.就形成了碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体； (2)反射镜坯体抛光:采用机械抛光的方法对碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体进行抛光处理，至表面粗糙度为Ral.0，面型精度达到RMS200nm ;
(3)反射膜沉积:将碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体固定在真空离子镀膜设备的真空室内，使反射面正对Ni靶，打开Ni靶沉积Ni反射膜，至反射膜厚度达到70 μ m ;
(4)反射膜抛光:对反射膜进行机械抛光至面型精度为RMS200nm，通过离子抛光至表面粗糙度为Ra0.02。
[0020]
实施例3
(1)反射镜坯体成型:先加工一与镜面面型相对应的模具，然后把包含氰酸脂树脂和T300碳纤维的预浸料铺在模具上面，把铺好的预浸料进行热压和高温固化，冷却后把模具和层合板分开.就形成了碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体；
(2)反射镜坯体抛光:采用机械抛光的方法对碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体进行抛光处理，至表面粗糙度为Ra0.6，面型精度达到RMSlOOnm ；
(3)反射膜沉积:将碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体固定在真空离子镀膜设备的真空室内，使反射面正对Ag靶，打开Ag靶沉积Ag反射膜，至反射膜厚度达到30 μ m ;
(4)反射膜抛光:对反射膜进行机械抛光至面型精度为RMSlOOnm，通过离子抛光至表面粗糙度为Ra0.01。
[0021]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种超轻反射镜的制造方法，包括以下步骤: ⑴、反射镜坯体成型:采用热压固化法成型碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体； ⑵、反射镜坯体抛光:采用机械抛光技术对碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体表面进行抛光处理； ⑶、反射膜沉积:采用真空离子镀技术在反射镜坯体表面沉积反射膜； ⑷、反射膜抛光:采用机械抛光与离子抛光技术对反射膜进行抛光处理。2.如权利要求1所述超轻反射镜的制造方法，其特征在于:步骤⑴为:采用与镜面面型相对应的模具，把包含树脂和碳纤维的预浸料铺在模具上面，热压和高温固化，冷却后把模具和固化层分开.该固化层即为碳纤维增强树脂基复合材料反射镜坯体。3.如权利要求1所述超轻反射镜的制造方法，其特征在于:步骤⑵中抛光至表面粗糙度小于Ral.004.如权利要求1所述超轻反射镜的制造方法，其特征在于:步骤⑶中反射膜的厚度至少为30 μπ?ο5.如权利要求1所述超轻反射镜的制造方法，其特征在于:步骤⑷中先进行机械抛光至反射镜的面型要求，再离子抛光降低反射镜的表面粗糙度。
【专利摘要】本发明公开了一种超轻反射镜的制造方法，包括以下步骤：⑴、反射镜坯体成型：采用热压固化法成型碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体；⑵、反射镜坯体抛光：采用机械抛光技术对碳纤维树脂基复合材料反射镜坯体表面进行抛光处理；⑶、反射膜沉积：采用真空离子镀技术在反射镜坯体表面沉积反射膜；⑷、反射膜抛光：采用机械抛光与离子抛光技术对反射膜进行抛光处理。本发明利用热压固化法成型碳纤维复合材料反射镜坯体，利用真空镀膜方法在反射镜坯表面沉积反射层，利用抛光技术获得反射镜光学要求，解决了超轻碳纤维复合材料反射镜制造的技术难题。
【IPC分类】G02B5/08
【公开号】CN105137512
【申请号】CN201510576349
【发明人】马占吉, 武生虎, 肖更竭, 牟先凯
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月11日