Convergentes Pulido: Una simple, rápida, completa Apertura Pulido Proceso de alta calidad óptica Pisos y Esferas

El objetivo general del pulido convergente es pulir una pieza de trabajo de vidrio desde una superficie molida hasta su forma pulida final con una excelente calidad de superficie, independientemente de su forma de superficie inicial en una sola iteración. Esto se logra con la implementación de un pulidor que utiliza tecnologías para reducir las complejidades asociadas con el pulido tradicional. Un paso importante para el pulido convergente consiste en preparar un peso de tabique específico de la pieza de trabajo para la pulidora, que compensa el desgaste de la almohadilla y permite una temperatura y una distribución de la lechada más uniformes.

A continuación, el pulido se realiza bajo un conjunto fijo de parámetros para lograr la convergencia a la figura de superficie final deseada a través de un proceso de renormalización de presión natural, los resultados muestran que las piezas de trabajo de vidrio esmerilado cuadrado de 265 milímetros alcanzan repetidamente una figura de superficie de pico a valle de 330 nanómetros en una iteración de pulido de cuatro horas. La principal ventaja del pulido de conversión sobre los métodos existentes, como el pulido convencional de apertura completa, es que la pieza de trabajo logra una excelente figura y calidad de superficie bajo un conjunto fijo de parámetros de pulido en una iteración, lo que conduce a un proceso de acabado más rápido y de menor costo. Por el contrario, los métodos convencionales de pulido de apertura completa requieren múltiples ciclos iterativos de pulido, metrología y cambios de proceso por parte de un óptico experto.

El pulido convergente solo es posible gracias a la reducción de las complejidades inherentes al pulido convencional, como se muestra en la ilustración de todas las cajas de este a este, lo que implica el uso de tecnologías que eliminan la homogeneidad espacial de los diferentes mecanismos. Además, se evita que las partículas rebeldes entren en el sistema de pulido y las creadas durante el proceso de pulido se eliminan activamente. Esto conduce a poco o ningún rayado y superficies de baja rugosidad.

Este protocolo implica el uso del pulidor convergente de tijera para lograr una superficie pulida plana con una medición de pico a valle de 330 nanómetros y una baja densidad de rayado. La pulidora tiene una base de solapa de granito que está cubierta con una almohadilla de pulido de poliuretano con un grosor de 50 mil. Una característica principal de la pulidora es el peso del tabique específico del trabajo, que tiene una forma y un peso diferentes según el tamaño de la pieza de trabajo y el traslape.

La pieza de trabajo para esta demostración es un vidrio de sílice fundido plano de 265 por 265 por ocho milímetros cúbicos. La almohadilla de pulido debe acondicionarse antes de su primer uso y después de cada 100 horas aproximadamente de pulido. Para hacer esto, emplee un pulidor mecánico de diamante redondo de 50 milímetros fijo, pulido mecánico químico abrasivo o acondicionador CMP pegado con cinta adhesiva a un peso.

El peso proporciona una presión de 0.6 libras por pulgada cuadrada y cabe en el montaje de anillo de la pulidora. Inicie el flujo de agua desionizada y gire el regazo a 25 RPM. Después de cada cinco minutos de acondicionamiento en un lugar, mueva el acondicionador radialmente 25 milímetros.

Después del acondicionamiento y la extracción del aparato de acondicionamiento, la almohadilla está lista para ser limpiada con un limpiador ultrasónico. Haga que el regazo gire a cinco RPM con agua desionizada fluyendo. Aplique el limpiador ultrasónico durante dos minutos en cada ubicación radial para eliminar los lodos residuales y los productos de vidrio.

Después de limpiar la almohadilla, preste atención al peso del tabique personalizado. Para la pieza de trabajo, el peso del tabique y una pieza correspondiente de material del tabique se fijarán entre sí. Para hacer esto, adhiera la cinta de espuma de doble cara a la superficie del peso, recorte cualquier cinta de espuma que sobresalga para que coincida con la forma del material y el peso.

Cuando la superficie esté cubierta, alinee el peso y el material del tabique y fíjelos. A continuación, prepare la lechada de pulido de dióxido de sirio y agua desionizada a una concentración de cuatro en un cubo de 11 litros. Para ajustar el pH a 9,5, agregue aproximadamente cinco gotas de hidróxido de potasio 10 molares.

Además, agregue unos 120 mililitros de surfactante. Verifique la concentración de bome utilizando un flotador de bome con la suspensión deseada instalada en el sistema de filtración, verifique que el sistema de filtración tenga los filtros de partículas CMP deseados. Luego inicie la circulación de la lechada en el sistema y deje que continúe durante varias horas cuando la suspensión haya circulado Durante un tiempo, recoja una muestra del tanque de suspensión para su análisis.

Realice una medición de la distribución del tamaño de partícula, por ejemplo, con este instrumento de detección óptica de una sola partícula, la distribución debe mostrar que el extremo de la cola de la distribución está libre de partículas más grandes. Aquí, los puntos de datos verdes son representativos de la suspensión utilizada para este protocolo. La preparación de la pieza de trabajo comienza con el grabado utilizando una cantidad de óxido tamponado, grabado suficiente para cubrir la pieza, sumerja la pieza de trabajo en el grabado y manténgala allí durante seis horas para eliminar 10 micrómetros de la superficie.

Después de recuperar la pieza de trabajo del tanque de borde, enjuáguela vigorosamente con agua desionizada. Deje que la pieza se seque al aire verticalmente si la pieza pasa. Inspección, proceda a prepararse para el bloqueo precalentando un horno a 70 grados centígrados.

Mientras tanto, en una pistola de pegamento, caliente el paso de bloqueo a 95 grados Celsius por aplicación a la placa de bloqueo desde el pulidor. Cuando esté listo, siga un patrón preestablecido para colocar gotas de brea de bloqueo en su cara. Para esta demostración, las gotas deben formar una matriz de nueve por nueve con un espaciado de 26 milímetros.

Con las gotas hechas y hacia arriba, coloque la placa de bloqueo en el horno a 70 grados centígrados. Ahora trabaje con la pieza de trabajo para aplicar cinta adhesiva en la cara que no se va a pulir al aplicar la cinta, evite generar burbujas de aire o estirar la cinta. Cuando se completa el encintado, la pieza de trabajo está lista para ser fijada a la placa de bloqueo que se ha recuperado del horno.

Colóquelo con la cinta hacia abajo sobre las gotas de la placa de bloqueo. Coloque el conjunto en el horno durante 1,5 horas a 70 grados centígrados. Luego déjelo enfriar a 10 grados centígrados por hora a temperatura ambiente.

A continuación, cubra el conjunto para minimizar el flujo convectivo. En la pulidora, encienda el sistema de humedad en la cámara ambiental para evitar que la lechada se seque. A continuación, instale y monte el peso del tabique preparado en la pulidora.

Una vez que la pieza de trabajo bloqueada esté a temperatura ambiente, instálela en la pulidora y baje la barra para mantenerla en su lugar. Inicie el flujo de lodo del sistema de filtración a una velocidad de un galón por minuto. Pula la pieza de trabajo con una velocidad de rotación de 25 RPM y una carrera radial de 75 milímetros.

Continúe esto durante cuatro horas. Al cabo de cuatro horas, tenga listo un baño de agua desionizada suficiente para sumergir el conjunto de la pieza de trabajo con el movimiento de traslape y el flujo de lodo. Retire el conjunto de la pieza de trabajo de la pulidora.

Llévalo al agua desionizada y sumérgelo mientras está sumergido. Limpie la superficie de la pieza de trabajo con un paño para sala limpia. Retire el conjunto bloqueado del baño y rocíe el enjuague con agua desionizada.

El siguiente paso es desbloquear la pieza de trabajo. Tenga cuidado con la superficie pulida y utilice una cuña para el desbloqueo insertándola en la interfaz del bloque de piezas de trabajo para separar las dos piezas. Una vez que se haya separado, retire la cinta de la superficie de la pieza de trabajo y enjuague enérgicamente la pieza de trabajo con agua desionizada.

Antes de continuar, deje que la pieza de trabajo se seque al aire verticalmente. Mientras tanto, prepárese para repetir los pasos de bloqueo y pulido para tratar el otro lado de la pieza de trabajo. Cuando se hayan pulido ambos lados, monte la pieza de trabajo en un interferómetro para la caracterización.

Mida el frente de onda reflejado y transmitido en ambos lados de la pieza de trabajo. Después del interferómetro, monte la pieza de trabajo en una estación de inspección de luz brillante. Mida las propiedades de excavación por arañazos utilizando métodos estándar de fabricación óptica.

Después de la caracterización, almacene la pieza de trabajo terminada en un recipiente que minimice el contacto con las superficies pulidas. Aquí está el resultado final del protocolo de pulido convergente para la pieza de trabajo cuadrada. Estas típicas cifras de superficie inicial y final proporcionan una mejor idea de lo que ha ocurrido.

Para planos cuadrados de sílice fundida de 265 milímetros, PVQ es la altura de la superficie del pico al valle. Una vez descontado el 1% de los puntos de datos altos y bajos, la reproducibilidad del proceso hace converger las piezas de trabajo a la misma figura de superficie final sin necesidad de cambios en los parámetros de pulido y es independiente de la figura de superficie inicial. Aquí hay figuras adicionales de superficie de antes y después generadas a partir de piezas redondas y cuadradas.

El protocolo de pulido convergente se puede utilizar con piezas de trabajo de varias composiciones de vidrio, formas, tamaños y figuras de superficie finales. Es importante recordar que este procedimiento relativamente simple solo es posible gracias a las numerosas tecnologías que permiten que la convergencia funcione y permitan una alta calidad de superficie. Estos incluyen un tabique de forma novedosa, grabado con ácido a granel, bloqueo de botón de tono, carrera radial, sistema de filtración de ingeniería de cámara de pulido herméticamente sellado y de alta humedad, lechada química novedosa, estabilización y tratamiento de almohadillas ultrasónicas in situ.

Una vez dominado, el pulido convergente puede terminar una superficie óptica en cuatro horas. Eso es una pieza de trabajo completa y un solo turno de ocho horas. Podemos terminar planos, esferas simétricas, esferas de diferentes formas y tamaños y diferentes composiciones de vidrio.