Przetwarzanie powlekania soczewek komputerowych

Proces powłoki dla soczewek PC (soczewki z poliwęglanu) ma na celu zwiększenie ich wydajności, trwałości i funkcjonalności, przede wszystkim obejmując następujące kluczowe etapy i technologie:

1. Wstępna obróbka (czyszczenie i aktywacja)

Czyszczenie ultradźwiękowe: usuwa zanieczyszczenia, takie jak tłuszcz i kurz z powierzchni soczewki.

Leczenie osocza: zwiększa przyczepność powłoki poprzez bombardowanie powierzchni osoczem.

Obróbka chemiczna: dalsze oczyszcza i aktywuje powierzchnię za pomocą rozpuszczalników lub roztworów kwaśnych lub alkalicznych.

2. Proces powlekania podstawowego

Powłoka podkładu

Cel: Wypełnia niewielkie nieregularności na powierzchni PC i poprawia przyczepność kolejnych powłok.

Metoda: powłoka spinowa, powłoka zanurzeniowa lub powłoka natryskowa. Powszechnie stosowanymi materiałami są startery silane lub poliuretanowe.

Utwardzenie: utwardzanie UV lub utwardzanie termiczne (60–80 ° C).

Twarda powłoka

Cel: poprawia odporność na zarysowania (PC jest z natury miękki).

Materiały: dwutlenek krzemu (SiO₂), żywica silikonowa lub akrylan.

Proces: powłoka zanurzenia lub powłoka natryskowa, a następnie utwardzanie UV (napromieniowanie światła ultrafioletowego o wysokiej intensywności).

3. Proces powlekania funkcjonalnego

Powłoka antyrefleksyjna (powłoka AR)

Cel: Zmniejsza odbicie i zwiększa transmitancję światła (np. Multilayerów tlenków metali, takich jak MGF₂ i SiO₂).

Proces: Parowanie próżniowe (fizyczne osadzanie pary (PVD)) lub rozpylenie magnetronowe, wymagające wielu warstw (każda grubość warstwy wynosi 1/4 długości fali światła).

Powłoka przeciwporodowa i odporna na wodę (powłoka hydrofobowa/oleofobiczna)

CEL: Przeciwruk przeciwpasmowy, łatwy do czyszczenia.

Materiał: fluorosilany (np. Perfluoropolieter).

Proces: powłoka natryskowa lub odkładanie próżni, często w połączeniu z powłoką AR.

Lekka przeciwblasowa

Cel: Absorbuje lub odbija szkodliwe niebieskie światło (długość fali 400–450 nm).

Materiał: tlenki metali lub barwniki organiczne.

Proces: powlekany jednocześnie z powłoką AR lub zastosowany osobno.

Powłoka antytatyczna

Cel: Zapobiega wchłanianiu pyłu.

Materiały: przewodząca polimer lub powłoka domieszkowana metalem.

4. Technologia utwardzania

Utwardzanie UV: odpowiednie do powłok organicznych (takich jak twarde powłoki), szybkie i wydajne (utwardzanie w sekundach).

Utwardzenie termiczne: stosowane do niektórych stabilnych powłok o wysokiej temperaturze (takich jak niektóre startery).

Utwardzanie wiązki elektronów: używane w kilku aplikacjach o bardzo precyzyjnych.

5. Przetwarzanie i testowanie

Wykorzystanie: eliminuje stres wewnętrzny i poprawia stabilność powlekania.

Testowanie jakości:

Testowanie adhezji (metoda Bicester).

Testowanie odporności na ścieranie (Taber Abraser).

Testowanie wydajności optycznej (spektrofotometr do przekazywania i współczynnika odbicia).

Kluczowe wyzwania i wskazówki dotyczące innowacji

Problemy z adhezją: powierzchnia PC jest hydrofobowa, wymaga obróbki w osoczu lub optymalizacji starterów.

Oporność w wysokiej temperaturze: PC ma niską temperaturę topnienia (około 145 ° C), wymagającą procesu utwardzania w niskiej temperaturze.

Procesy przyjazne dla środowiska: Powłoki wodne zastępują powłoki na bazie rozpuszczalników, aby zmniejszyć emisję LZO.

Nanotechnologia: Na przykład metodę zol-żel można zastosować do produkcji nanoskali twardych powłok.

Typowe zastosowania

Obiektyczne okulary: AR + powłoka twarda + hydrofobowa powłoka kompozytowa.

Okładki reflektorów samochodowych: twarda powłoka odporna na pogodę.

Elektroniczne ochrony ekranu: powłoka antystatyczna + glare +.

Poniżej znajduje się szczegółowa analiza procesu utwardzania soczewek PC:

1. Podstawowa zasada procesu utwardzania

Obróbka podstawowa: Oczyść powierzchnię soczewki metodami chemicznymi lub fizycznymi w celu usunięcia smaru i zanieczyszczeń oraz zwiększenie przyczepności warstwy stwardnienia.

Twarda powłoka: pokryj powierzchnię soczewki materiałem o wysokiej twardości (takiej jak żywica silikonowa) i uformuj warstwę odporną na zużycie przez utwardzenie.

Technologia utwardzania: utwardzanie UV lub utwardzanie termiczne jest powszechnie stosowane do uczynienia powłoki ściśle związanej z podłożem PC.

2. Główne metody stwardnienia

(1) powłoka zanurzenia

Proces: Zanurz soczewkę w cieczy hartowania → pociągnięcie ze stałą prędkością, aby kontrolować grubość → UV/utwardzanie termiczne.

Zalety: jednolita powłoka, odpowiednia do masowej produkcji.

Kluczowe punkty: Hartowanie cieczy (w tym Nano-Silica i innych składników) i warunki utwardzania (intensywność UV, temperatura).

(2) powłoka spinowa

Proces: Napraw obiektyw na obracającym się stole, dodaj ciecz hartowania → szybki obrót i równomiernie obrócić → utwardzanie.

Zalety: kontrolowana grubość, odpowiednia dla wymagań precyzyjnych.

Wady: duża ilość odpadów materiałowych.

(3) Metoda powlekania próżniowego

Technologia: SiO₂ i inne nieorganiczne folii twarde są osadzane na powierzchni przez PVD (fizyczne osadzanie pary).

Cechy: wyjątkowo wysoka twardość (blisko szkła), ale wysoki koszt i wymaga specjalnego sprzętu.

(4) Leczenie w osoczu

Funkcja: Oczyszcza powierzchnię i aktywuje cząsteczki przez osocze, aby poprawić przyczepność powłoki.

Zastosowanie: Często używane jako obróbka wstępna lub w połączeniu z metodą zanurzenia.

3. Materiały do twardej powłoki

Żywica silikonowa: wybór głównego nurtu, tworząc usieciowaną sieć poprzez utwardzanie UV.

Materiały nanokompozytowe: takie jak Nano-Sio₂ i Al₂o₃ rozproszone w żywicy, znacznie poprawiając twardość.

Akrylan poliuretanowy: dobra elastyczność i silna odporność na uderzenie.

4. Kluczowe parametry procesu

Warunki utwardzania: długość fali UV (zwykle 365 nm), energia (500-1000 mJ/cm²), temperatura (60-80 ℃).

Grubość powłoki: ogólnie 2-5 μm. Grubsze powłoki są podatne na pękanie, a cieńsze powłoki mogą powodować niewystarczającą odporność na zużycie.

Kontrola środowiska: pokój bez kurzu (klasa ISO 7 lub wyższa), wilgotność 40-60%.

5. Standardy kontroli jakości

Odporność na ścieranie: test ścierania Taber (koło szlifierskie CS-10, obciążenie 500 g, zmiana mgły ≤5% po 1000 cykli).

Przyczepność: test noża siatki (ASTM D3359, 4b lub wyższy).

Twardość twardości: Test twardości ołówka (≥3H jest dopuszczalny).

Odporność na pogodę: test starzenia UV (brak pękania lub żółknięcia po 500 godzinach).

6. Powszechne problemy i rozwiązania

Rozwarstwienie powłoki: optymalizuj obróbkę powierzchniową (taką jak aktywacja osocza) lub dostosuj parametry utwardzania.

Skórka pomarańczowa powierzchniowa: spowodowana nadmierną lepkością roztworu stwardnienia lub nierównomierną prędkością powłoki spinowej; Dostosuj sformułowanie lub proces.

Pęcherzyki powietrza: Odgazowanie próżni lub zmniejszaj prędkość ciągnięcia/wirowania.