光学应用：浅谈单点金刚石切削

    单点金刚石切削（SinglePointDiamondTurning，简称SPDT）是加工脆性光学材料最重要，高端的现代化超精密加工技术之一。

    SPDT采用天然单晶金刚石刀具在超精密数控车床上对工件进行切削加工，在机床和加工环境进行精确控制条件下，可以利用金刚石刀具直接切削加工出平面，球面，非球面和自由曲面等光学形面，加工出来的光学形面达到亚米级面型精度和纳米级表面粗糙度。与传统的光学加工技术相比，SPDT具有生产效率优，加工精度高，重复性好，以及加工复杂面型光学形面的能力突出等优势，适合批量生产精密光学零件，该技术被广泛应用于多种精密光学元件加工。

    光学元件的表面粗糙度是至关重要的指标之一，与光学表面光散射，系统成像质量，原件的激光损伤阈值等都有密切的关系。而SPDT加工的形面是一个非常复杂的综合过程，影响表面粗糙度和型面精度因素多种多样，主要影响因素包括工件材料性质，刀具的几何参数，车削进给量，主轴转速，切削深度，刀具和工件的相对振动，切削散热等，这些因素综合起来直接导致了表面粗糙度的复杂形成机制。在实际的SPDT加工中表面的粗糙度的各种影响因素可以归纳为5大方面：机床设备，环境，工件材料性质，金刚石刀具，加工工艺参数。

    在实际切削加工中，如何优化加工工艺，以实现控制加工表面，需要大量的测试，其中用计算机建模进行虚拟制造是一个重要的方向。基于切削加工的机理进一步研究如何建立加工表面质量和加工工艺条件的数学模型，同时基于加工的工件材料属性参数，然后应用计算机模拟实现虚拟制造，用以模拟和预测SPDT加工元件的表面精度和表面粗糙度，优化加工工艺。这将促进SPSDT加工高度自动化控制，以及进一步提高加工精度和生产效率。

    随着对此领域的持续深入研究，美国Micro-Lam公司潜心研发出激光辅助精密切削产品（Micro-LamSystem），利用激光热软化工件表面，改善材料的局部切削性能，可显著加大材料脆塑转变临界深度，降低工件表面粗造度，改善工件表面质量，同时降低刀具磨损，减小切削力。此加工工艺适用于红外晶体，硬质合金，不锈钢，玻璃等材料超精密加工。

    美国Micro-Lam公司拥有多项技术专利和大量实际产品加工工艺库，并选定优质金刚石刀具供应商M10作为产品指定刀具合作商，为客户提供定制化精密加工解决方案。光研作为Micro-lam，M10客户，对其激光辅助精密切削产品及工艺充满信心并正式与Micro-lam，M10公司合作，全面代理其产品。并组建专业的刀具修复团队运用原厂提供的设备支持M10刀具快速，高质量修复。修复后的刀具可达到出厂级别且交付快速。

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