Comparaison détaillée des normes de finition de surface des lentilles optiques
Concernant l'évaluation de l'état de surface des lentilles, je pense que vous avez déjà vu de nombreuses normes. Les plus courantes sont : Norme militaire américaine (MIL-Spec), ISO, et Norme nationale chinoise (GB)Par conséquent, de nombreux dessins sont marqués de différentes manières. Quel est le lien entre ces marquages ? Comment les convertir les uns en les autres ? Dans cet article, nous comparerons en détail les normes de finition de surface des lentilles optiques.
1. Comprendre l'état de surface : rayures et piqûres
La finition sert à mesurer les caractéristiques de surface d'un produit optique et constitue un indicateur clé pour évaluer la qualité des défauts de surface tels que les rayures et les éraflures. Elle influe directement sur les performances des lentilles. lumière transmittance, qualité d'image, et seuil de dommage laserLa plupart de ces défauts de surface sont de simples imperfections superficielles. Ils peuvent entraîner une légère diminution de la transmission lumineuse du système et une diffusion plus subtile de la lumière diffusée. En général, ils n'ont pas d'incidence significative sur les performances de l'ensemble du système optique.
Certaines lentilles, dont les exigences en matière de qualité de surface sont plus élevées, sont plus sensibles aux effets de ces défauts. Par exemple, les surfaces ultra-lisses, où ces défauts peuvent provoquer des effets de focalisation, et les surfaces soumises à des exigences élevées en matière de seuil d'endommagement par laser de forte puissance, où ces défauts peuvent accroître l'absorption d'énergie et détruire le produit optique.
L'état de surface est souvent exprimé comme gratter ou toiPar exemple, 60-40 ou 40/20. Le premier chiffre représente le degré de rayure, et le second, le degré de creusement. Plus le chiffre est petit, moins il y a de défauts tolérés et meilleur est le degré de finition.
Gratter: Désigne généralement les défauts de surface dont le rapport d'aspect est supérieur à 4:1. Dans la norme militaire américaine courante MIL-O-13830Le degré de rayure (par exemple 20, 40, 60, 80) est un nombre sans dimension déterminé en comparant une rayure sur une surface à un échantillon standardisé dans des conditions d'éclairage contrôlées. Plus le nombre est élevé, plus la rayure est visible.
Un rappel : Ce nombre est pas une rayure réelle. Cela ne correspond pas directement à la largeur ou à la profondeur précise de la rayure. Il s'agit plutôt d'une niveau de comparaison basé sur la spécification MIL, mesuré par rapport à une rayure standard.
Toi: Ce terme désigne généralement des cavités ou des taches dont le rapport hauteur/largeur est inférieur à 4:1. La profondeur de la cavité a une signification physique précise : le numéro de la cavité correspond directement à un centième de millimètre de son diamètre. Par exemple, une #40 vous indique un diamètre de 0,40 mmet un #20 indique un diamètre de 0,20 mm.
Contrairement aux rayures, la désignation « creusage » se rapporte directement à des taches ou de petits creux en surface. Généralement, une spécification rayure/creusage se situe entre… 80 et 50 est considéré qualité standard, entre 60 et 40 est considéré qualité de précisionet entre 20 et 10 est considéré qualité de haute précision.
2. Principaux systèmes de normes et comparaisons de niveaux
Comme indiqué précédemment, il existe actuellement divers systèmes de normes de finition de surface dans l'industrie, et voici les trois plus courants ainsi que leurs comparaisons approximatives :
| Système standard | Exemples | Caractéristiques principales |
| MIL-PRF-13830B | 60-40 | Cette méthode, ancienne et largement utilisée, est évaluée par comparaison d'échantillons. Ses règles sont complexes et prennent en compte la longueur totale des rayures, le diamètre total des piqûres et d'autres facteurs. |
| ISO 10110-7 | 5/3X0,04 | Plus scientifique et précis. 5/ représente la marque du défaut, 3 le nombre de défauts admissibles et 0,04 le degré de défaut (correspondant à la racine carrée de la surface du défaut en millimètres). La subdivision du degré est autorisée à condition que la surface totale du défaut reste inchangée. |
| GB/T 1185-2006 | - | Elle est fondamentalement conforme à la norme internationale ISO 10110-7, et la méthode et la signification sont les mêmes. |
Concernant l'ISO 10110-7, il convient de noter que l'expression complète de la forme standard des tolérances d'irrégularité de surface est : 5/ mxa ; C nxb ; L pxc ; E d.
Parmi ces éléments, C, L et E sont facultatifs. Autrement dit, il n'est pas nécessaire que C, L et E figurent tous sur le dessin pour le marquage 5/. Les paramètres m, n et p représentent les valeurs d'irrégularité. Les paramètres a, b et c correspondent aux dimensions en mm. Les valeurs d'irrégularité sont généralement des entiers compris entre 1 et 5 et servent à mesurer la rugosité.
Prenons l'exemple suivant pour illustrer cela : « 5/5 x 0,16 ; C 3 x 0,16 ; L 4 x 0,25 ; E 0,4 ». Dans cet exemple :
"5x0,16": Cela signifie que toutes les zones non claires (telles que des piqûres ou des rayures) ne peuvent pas dépasser 5 chacune avec une racine carrée de 0,16 de surface.
"C 3x0,16": Indique que la zone défectueuse du revêtement ne peut pas dépasser 3 régions, chacune d'une superficie de 0,16.
"L 4x0,25": Cela signifie que la largeur totale des rayures longues ne peut pas dépasser quatre fois 0,25 mm.
"E 0,4"indique que le défaut au bord du composant ne peut pas s'étendre vers l'intérieur de plus de 0,4 mm.
En réalité, il n'existe pas de formules de conversion mathématique strictes entre les différents systèmes de référence, mais il existe des relations d'équivalence approximatives, et le tableau suivant constitue la principale référence pour les comparaisons :
| Grades de finition de surface | MILLE | ISO / GB/T |
| Norme élevée | 20-10 | 0,063 |
| 40-20 | 0,1 ; 0,16 | |
| Moyen Standard | 60-40 | 0,25 |
| Norme basse | 80-50 | 0,4 ; 0,63 |
En pratique, des normes élevées telles que 20-10, voire 10-5, sont souvent exigées pour les domaines aux exigences extrêmement élevées, comme les composants optiques laser. Pour les lentilles industrielles courantes, la norme 60-40 est typique.
3. Méthode d'inspection de l'état de surface
Pour évaluer précisément l'état de surface, des conditions d'inspection rigoureuses doivent être respectées. Seule une uniformisation des conditions de test permet une comparaison aisée. Autrement, chaque entreprise ayant ses propres méthodes de test et ses propres justifications, toute communication est impossible.
Ces conditions d'essai comprennent généralement :
Environnement: Écran noir en arrière-plan.
Source lumineuse : Utilisez une lampe à incandescence ordinaire d'une tension de 36 V, de 60 W à 100 W, ou une lampe fluorescente de 40 W comme spécifié dans certaines normes.
Méthode d'observation : Observer à l'œil nu ou à l'aide d'une loupe de 4x à 10x sous lumière transmise (source lumineuse derrière la pièce) ou sous lumière réfléchie (source lumineuse devant la pièce).
Méthode: Lors du contrôle, les pièces doivent être pivotées afin de repérer et d'évaluer les défauts sous différents angles. Enfin, la situation observée est comparée à l'échantillon standard correspondant ou aux normes écrites pour déterminer la conformité.
Nous espérons que les informations ci-dessus vous aideront à bien comprendre les normes de finition de surface des lentilles optiques.