СПОСОБ СКЛЕИВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
METHOD OF CEMENTING OPTICAL PARTS

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может найти применение для изготовления оптических сборок в производстве оптико-электронных приборов.
Известен способ склеивания оптических деталей по отраслевому стандарту ОСТ3-5555-84 с помощью оптического клея для оптических деталей, который по совокупности существенных признаков является ближайшим аналогом заявляемого изобретения и содержит следующий перечень технологических операций: подготовка деталей к склеиванию, подготовка оптического клея, нанесение оптического клея, удаление избытка оптического клея, юстировка деталей, выдержка клееных соединений при температуре окружающего воздуха, прогрев клееных соединений, чистка.
Операция подготовки деталей к склеиванию состоит из предварительной чистки деталей и контроля. Предварительная чистка деталей включает в себя удаление пыли со склеиваемых поверхностей беличьей или колонковой кистью или струей воздуха из резиновой груши. Контроль деталей производят, складывая их парами, и просматривают на отсутствие пыли и качество их интерференционной картины.
В зависимости от типа клея операция подготовки оптического клея заключается в предварительном его подогреве до определенной температуры.
Нанесение оптического клея на поверхность детали производят с помощью палочки-капельницы, которую предварительно промывают этиловым спиртом, протирают обезжиренной салфеткой и смахивают с нее пыль беличьей кистью. Снимают верхнюю деталь с нижней и палочкой-капельницей наносят на склеиваемую поверхность нижней детали одну или несколько капель клея (в зависимости от площади поверхности склеивания). Затем снова накладывают верхнюю деталь на нижнюю и притирают друг к другу для вытеснения клея и пузырьков воздуха, равномерно без клина распределяя клей на склеиваемых поверхностях.
Операцию удаления избытка оптического клея, выступающего по краям склеиваемых поверхностей, начинают с удаления осторожными приемами предназначенной для этой цели салфеткой, смоченной этиловым спиртом и хорошо отжатой, исключая смачивание клеевого слоя, или сухой. Салфеткой обертывают палочку или палец руки.
Юстировку деталей осуществляют с помощью котировочных приборов для юстировки взаимного расположения деталей в соответствии с техническими условиями на клееное соединение. В процессе отвердевания клея точность юстировки периодически контролируют и при необходимости проводят один или несколько повторных процессов юстировки.
Выдержку юстированных клееных соединений при температуре окружающего воздуха производят на столиках с выверенной по уровню горизонтальной поверхностью и выдерживают при температуре 20-25°С в течение определенного времени. Через 4 часа после окончательной юстировки клееные соединения снимают с юстировочного стола и помещают их на поднос для выдерживания при температуре 18°С в течение определенного времени.
При необходимости прогрев клееных соединений осуществляют для завершения полимеризации клея, для этого склеенные детали прогревают в термостате при определенной для каждого клея температуре, затем детали, не вынимая из термостата, охлаждают до температуры окружающего воздуха.
Чистку клееных соединений производят салфеткой, смоченной этиловым спиртом, осторожными приемами, исключая смачивание клеевого слоя.
При проведении технологического процесса чистота воздушной среды помещений соответствует I классу по ОСТ3-5757-84 (содержание частиц размером более 1 мкм в 1 литре воздуха допускается не более 1000 шт.).
Недостатки указанного способа.
1. Сложность получения чистоты поверхности склейки, соответствующей классам чистоты 0-10, 0-20 и 0-40, ГОСТ 11141-84.
2. Низкий выход годных склеенных оптических сборок (менее 30%), соответствующих классам чистоты 0-10, 0-20 и 0-40, ГОСТ 11141-84.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание универсальной технологии склейки оптических деталей с минимальным количеством и сложностью операций.
При реализации заявляемого изобретения достигаемый технический результат заключается в сокращении технологических операций при изготовлении склеенных оптических сборок с чистотой поверхности склейки до 0-10 класса и выходом годных склеенных оптических сборок не менее 90%.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается тем, что в известном способе склеивания оптических деталей, содержащем подготовку деталей к склеиванию, состоящую из предварительной чистки деталей и контроля перед склеиванием, подготовку оптического клея, нанесение оптического клея на склеиваемые детали, удаление избытка клея, юстировку склеенных деталей, выдержку склеенных деталей при температуре окружающего воздуха, прогрев склеенных деталей, окончательную чистку,
- при подготовке деталей к склеиванию каждую деталь предварительно чистят безворсовым материалом, смоченным органическим растворителем, затем на вращающуюся деталь последовательно подают чистящий раствор, при одновременном механическом воздействии на нее безворсовым материалом, и воду,
- детали не складывают парами, контролируют детали по отдельности,
- нанесение оптического клея на склеиваемые детали производят палочкой-капельницей, которую предварительно протирают безворсовым материалом, смоченным органическим растворителем,
- операции подготовки деталей к склеиванию и нанесения клея производятся в чистых помещениях, не хуже класса 6 ИСО, ГОСТ ИСО 14644-1-2002.
В описанном способе указанный технический эффект достигается всей совокупностью существенных признаков, в том числе подготовка деталей к склеиванию, в сравнении с прототипом, исключает складывание деталей парами и производится с каждой деталью по отдельности чисткой безворсовым материалом, смоченным органическим растворителем, чистящим раствором и водой, что обеспечивает удаление загрязнений и необходимый класс чистоты оптических деталей, до 0-10. Детали контролируются по отдельности, что исключает ошибки. Кроме того, отсутствие операции контроля сложенных парами деталей сокращает и упрощает процесс склеивания. В операции нанесения клея палочку-капельницу протирают безворсовым материалом, смоченным органическим растворителем, что позволяет получать более качественное клеевое соединение. Все операции подготовки деталей к склеиванию и нанесения клея производятся в чистых помещениях, не хуже класса 6 ИСО, ГОСТ ИСО 14644-1-2002, что исключает попадание микрочастиц на склеиваемые поверхности и обеспечивает высокий класс чистоты поверхности склейки и, как следствие, выход годных склеенных оптических сборок без брака.
Таким образом, процесс склейки оптических деталей с повышенной чистотой поверхности склейки до 0-10 класса и выходом годных склеенных оптических сборок не менее 90% ускоряется на 30%.
Реализацию описанного изобретения рассмотрим на следующих примерах.
Пример 1. Склеивание круговой оптической шкалы (лимба) на полированной подложке из стекла К8 (ГОСТ 3514-94), имеющей форму плоского кольца, и полированной покровной пластины из стекла К8 (ГОСТ 3514-94), имеющей форму плоского кольца.
Стеклянную полированную подложку и пластины чистят безворсовыми салфетками, смоченными ацетоном. Затем производят чистку по отдельности подложки и пластины следующим образом. Подложку или пластину устанавливают на центрифугу. Задают центрифуге частоту вращения 3500 об/мин. В рабочую зону вращающейся подложки или пластины подают чистящий раствор, который представляет собой щелочной водный раствор. Одновременно в соприкосновение с рабочей зоной приводится не выделяющий частицы материал, который не повреждает полированную поверхность и не снижает ее класс чистоты. После этого в рабочую зону подают воду. После прекращения подачи воды подложка или пластина продолжает вращаться для высыхания поверхности и останавливается. Затем подложку и пластину контролируют под микроскопом в проходящем и отраженном свете и на интерферометре.
Подготовка клея (при необходимости) заключается в предварительном его подогреве до определенной температуры.
Нанесение оптического клея на поверхность подложки производят с помощью палочки-капельницы, которую предварительно протирают безворсовой салфеткой, смоченной ацетоном. Затем накладывают пластину.
Далее операции производят так же, как в известном способе.
Пример 2. Склеивание вогнутой линзы из стекла К8 (ГОСТ 3514-94), имеющей форму круга, и выпуклой линзы из стекла ТФ10 (ГОСТ 3514-94), имеющей форму круга.
Последовательность операций такая же, как и в примере 1. Отличие состоит в том, что частота вращения центрифуги составляет 3000 об/мин.
Для выполнения заявляемого способа склеивания оптических деталей используются стандартные операции, материалы и оборудование.