2024年3月20日-22日，2024慕尼黑上海光博会在新国际博览中心如期举行。展会上，一台MRP300小口径磁流体抛光机引得参会者驻足。这是一台高精度、高智能化的设备，专为中小口径超精密光学元件的批量化生产而设计，而设计者来自朗信光学。
攻克技术难点，定位高端领域
小口径磁流体抛光机是一种利用磁流体动力学原理进行精密抛光的设备，特别适用于小直径、复杂形状或硬脆材料的表面处理。这种技术在光学、医疗器械、模具制造等行业中有着广泛的应用。然而，在实际应用中，小口径磁流体抛光机面临着一些技术难点。
首先磁流体是一种由纳米级磁性颗粒悬浮在载体液体中的胶体溶液，其稳定性对于抛光效果至关重要。在抛光过程中，磁流体需要保持均匀分布，避免颗粒聚集或沉降，这需要精确的配方和严格的操作条件。另一方面，抛光效果与磁场的强度、分布和稳定性密切相关。小口径工件的抛光需要精确控制磁场，以实现均匀的抛光效果。磁场的不均匀可能导致工件表面出现抛光不均或损伤。其次，小口径工件的定位和夹持是另一个技术挑战。工件需要精确地放置在抛光区域，并且要保证在抛光过程中的稳定性，以防止工件移动或脱落。而抛光参数优化、表面质量控制、自动化和智能化的应用等方面同样是小口径磁流体抛光机需要考虑的问题。
为了克服这些技术难点，研究人员和工程师需要不断探索新的磁流体配方、改进磁场控制技术、开发更精确的工件定位系统、优化抛光参数，并提高设备的自动化水平。通过这些努力，小口径磁流体抛光技术有望在未来得到更广泛的应用和发展。
首次亮相慕尼黑上海光博会的MRP300小口径磁流体抛光机，该设备最大加工口径达300mm，不仅具备自动对刀功能，而且能够加工多种材料，包括光学玻璃、微晶、光学晶体、红外材料以及部分金属材料等，满足了不同领域对光学元件的多样化需求。
小口径磁流体抛光机的主要优势在于其高精度和高效率的加工能力，以及对复杂形状工件的适应性。它能够实现对工件表面的精细抛光，而不会对材料造成损伤，从而保证了加工后工件的高质量表面。
据悉，朗信光学以超精密光学元件加工和检测设备的研发、生产及销售为主营业务，为新一代光学系统制造工艺提供解决方案。核心团队全部来自于北京理工大学、中南大学等国内双一流高校精密机械、光学检测与加工等专业，成为产品创新的源泉以及企业发展的核心引擎。
朗信光学总经理张南生博士介绍到：“目前我国的光学加工生产方式以较为低端的传统加工为主，高端领域仍以进口设备为主。恰巧我们从科研时期就以高端光学加工应用为主，为客户提供超高精度、超光滑表面、超高损伤阈值镜片加工装备以及工艺支持。”
根据前期大量的用户需求反馈以及市场调研，朗信光学定位三大应用市场：一是以科研院所、国防军工为代表的高端镜头制造；二是模具制造、汽车消费电子品、AR/VR等新兴消费市场；三是机械类超精密的金属加工，例如涡轮发动机的叶片。
其实，最让张南生骄傲的是朗信光学的五轴法向加工技术。这种加工工艺在加工非球面或者自由曲面等复杂光学曲面时，加工工具与曲面上任意位置的切线始终保持90度垂直，以此来实现高次非曲面、离轴非球面、自由曲面等难点的加工，为光学设计带来了更大的灵活性，助力光学加工产业向高端市场跨越的目标。
基于此，朗信光学已研发出各种大中小口径单品，从横向和纵向打造全口径、全品类、中高低端设备。
技术已达国际水平，加速国产化进程
近年来，IC光刻、车载光学、视光学、天文观测、激光通信、AR、VR、侦查探测、医疗器械等等新兴市场中的光学镜片无法用传统抛光方法加工，亟需设备的更新换代。而国内光学加工仍以低端球面平面为主，同质化竞争激烈。国内超精密光学加工的大部分市场又被外国公司占据，而且其大部分高端机床对华禁售，我国超精密光学加工领域处于被“卡脖子”的境地，致使高端领域“有设计无加工”。
朗信光学的技术成果完美地解决了这一方面的技术需求。他们使用多轴联动机床完成传统光学加工不了的镜片，突破传统光学加工的不精确性等难点；围绕特殊材料、复杂光学表面加工与检测等学术难题展开科学研究；磁流体抛光机床、高能等离子体抛光机床可以使光学加工的精度提高两个数量级以上，达到1/200λ以上的面型精度。
如今这家才成立2年多的公司已实现了600～2000 mm中大口径超精密光学加工设备的量产，300 mm、100 mm各类光学加工机床已经实现试产，同时可为10～2000 mm各类光学非球面的量产加工提供设备与工艺支持，为消费电子产品中光学自由曲面系统、为激光加工领域的超高损伤阈值非球面激光光束整形提供解决方案。
“朗信光学成立的初衷就是对标国外高端技术。希望通过我们的努力，能够加速国产化进程。事实上，我们的加工能力已经达到同行业的国际水平。我们在光学加工在线检测方面取得了初步进展，为接下来的光学加工自动化、智能化提供基础。”张南生自信地说道。
来源：周到上海 作者：周晨
