大型超精密非球面金型の機上3D計測法の開発

大型超精密非球面模具在机3D测量方法开发

基本信息

批准号：
21760104
负责人：
曹国輝
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

硬X線望遠鏡ASTRO-H用反射鏡の製作には、直径120mmから450mmまでの数多くの非球面金型が必要であり、その形状精度は±50nm以下が要求され、表面粗さは0.3nmrms以下の面が要求される。その非球面金型にPt/C多層膜を成膜し、その外に軽量基板を接着し、金型と多層膜の間で離型することにより反射鏡を製作する。精密な非球面反射鏡を製作するには、先ず超精密な大型非球面金型が必要であるが、非球面外周面の3D形状を5nm単位で測定できる装置は存在しない。また、超精密ダイヤモンド切削だけではなく、超精密ポリシングが必要である。加工後に金型形状を測定し、再加工するには3D形状計測は加工機上で行なうことが鉄則となる。そのために、次世代の硬X線望遠鏡用大型非球面金型を加工後に超精密非球面加工装置上で超精密3D形状計測する方法の開発を行なう。1.零膨張係数の平面原器の平面度誤差を解析し、その解析結果をもとに超精密加工機のY軸とZ軸の真直度を測定して、精密な補正をした。2.大型超精密非球面機上3D測定システムを構築した。3.前述の1および2を実施した上で、直径300mm、高さ100mmの硬X線望遠鏡用円筒アルミニウム合金金型を超精密ダイヤモンド切削加工し、構築した3D測定システムで形状精度を測定した。市販3Dオフ・ラインの測定機の精度はよくないですので、測定システムの円筒測定に対する妥当性を検証することはできませんでした。4.直径300mm、高さ100mmの硬X線望遠鏡用非球面無電解ニッケル金型を超精密ダイヤモンド切削加工し、形状精度を構築した3D測定システムで測定した、精度は30nmできた。基本的な機上3D測定システムで誤差範囲の予測機能を実現した。

硬X射线望远镜的Astro-H的反射器的产生需要大量的非球门货币直径从120mm到450毫米，其形状精度为±50 nm或更低，并且表面粗糙度为0.3 NMRMS 。是必须的。反射镜是由PT/C多层膜在非球面表面模具中产生的，在外面粘合了轻质的基板，并将模具和多层膜分开。为了产生精确的非球形反射镜，首先需要一种超确定的大型非球面金型，但没有设备可以测量5nm单元中外球面上的3D形状。除了超精确的钻石切割外，还需要超精确抛光。为了在处理后测量模具形状并重新处理，这是测量加工机上3D形状的经验法则。因此，在处理较大的AstraroCardian类型后，用于下一代刚性X -ray望远镜后，在超精确的非球面表面处理设备上进行测量的超确定3D形状测量方法。 1。分析了零膨胀系数的基于平面的仪器的扁平度误差，并基于分析结果，测量了超精确处理器的Y轴和Z轴的强度，以精确测量更正。 2。在大型超准确的非球面上构建了3D测量系统。 3。实现上述1和2后，通过超精确的钻石切割和3D测量系统测量形状精度，该系统使用超过X射线望远镜的超精确钻石切割模具，直径为300毫米和100毫米高。由于市场上3D OFF -LINE测量机的准确性不好，因此无法验证测量系统的圆柱测量的有效性。 4。直径为300mm，高度为100毫米，一个固定X型X型望远镜的无与无镍模具 - 用于超精确钻石的无镍模具，并使用具有形状精度的3D测量系统测量，精度为30nm。 3D测量系统上的基本机器已达到了误差范围的预测功能。