Carburo di silicio verde per la lucidatura del vetro ottico

1. Proprietà del carburo di silicio verde

Il carburo di silicio verde ha una purezza superiore al 98,5% e una durezza Mohs di 9,3, superiore a quella del vetro ottico, il che gli conferisce un’elevata capacità di taglio. Vanta inoltre proprietà autoaffilanti: una volta che i bordi delle particelle si consumano, si formano spontaneamente nuovi taglienti affilati, aumentando notevolmente l’efficienza di lavorazione.
Il carburo di silicio verde presenta un’elevata conduttività termica, che dissipa rapidamente il calore generato durante la molatura. Ciò impedisce la deformazione termica, la formazione di vaiolature superficiali e l’opacità del vetro ottico indotte dal calore di molatura.
Possiede proprietà chimiche stabili, resiste sia agli acidi che agli alcali ed è classificato come sostanza inerte. Non corrode i rivestimenti ottici o i substrati di vetro durante la molatura.

Processo di produzione del carburo di silicio verde

Frantumazione di lingotti di carburo di silicio verde → Aggiunta di acido ossalico per il decapaggio al fine di rimuovere le impurità di ferro → Classificazione idraulica sotto pressione d’acqua controllata → Sedimentazione dopo la classificazione → Essiccazione → Vaglio leggero.
Il carburo di silicio verde, decapato e classificato idraulicamente, offre una distribuzione granulometrica ristretta, priva di grani grossolani di dimensioni eccessive. Riduce efficacemente i difetti di graffio sul vetro ottico e migliora la resa del prodotto finito.

2. Gradi comuni di carburo di silicio verde per la molatura del vetro ottico

La lavorazione del vetro ottico si articola in tre fasi: molatura grossolana, molatura media e molatura fine.
  1. Gradi di sgrossatura: GC #240, #320, #400

    Queste grane grosse eliminano segni di taglio, sbavature e scheggiature sui bordi del vetro ottico.

    Granulometria D50: 20~35 μm. I pezzi di vetro tagliati presentano spesso superfici irregolari, profonde tracce di taglio e bordi incrinati. La polvere di carburo di silicio verde a grana grossa rimuove efficacemente tali difetti tramite rettifica a umido con piastre di lappatura in ghisa, ideale per la sgrossatura di lenti e prismi.

  2. Gradi di macinazione medi: GC #600, #800, #1000

    La levigatura media rimuove i graffi profondi lasciati dalla levigatura grossolana.

    Dimensione delle particelle D50: 11~20 μm. Questo è il processo principale per la produzione in serie di lenti ottiche, che bilancia la velocità di rimozione del materiale e la rugosità superficiale.

  3. Levigatura fine / Pre-lucidatura (affinamento della texture superficiale per preparare i pezzi alla lucidatura finale con ossido di cerio)

    Granulometrie applicabili: #1500 / #2000 / #2500

    Dimensione delle particelle D50: 3~7 μm. Costituisce la base per la finitura a specchio delle lenti ottiche, adatta per componenti in vetro che richiedono superfici a specchio ultra-lisce.

Norma europea F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500 F2000
Standard giapponese #240 #280 #320 #360 #400 #500 #600 #700 #800 #1000 #1200 #1500 #2000 #2500 #3000 #4000 #6000 #8000 #10000
  Distribuzione granulometrica dei macrogrit secondo lo standard JIS.
Misurare D0(um) D3(um) D50(uno) D94(um)
#240 ≤127 ≤103 57,0±3,0 ≥40
#280 ≤112 ≤87 48,0±3,0 ≥33
#320 ≤98 ≤74 40,0±2,5 ≥27
#360 ≤86 ≤66 35,0±2,0 ≥23
#400 ≤75 ≤58 30,0±2,0 ≥20
#500 ≤63 ≤50 25,0±2,0 ≥16
#600 ≤53 ≤41 20,0±1,5 ≥13
#700 ≤45 ≤37 17,0±1,5 ≥11
#800 ≤38 ≤31 14,0±1,0 ≥9,0
#1000 ≤32 ≤27 11,5±1,0 ≥7.0
#1200 ≤27 ≤23 9,5±0,8 ≥5,5
#1500 ≤23 ≤20 8,0±0,6 ≥4,5
#2000 ≤19 ≤17 6,7±0,6 ≥4.0
#2500 ≤16 ≤14 5,5±0,5 ≥3.0
#3000 ≤13 ≤11 4,0±0,5 ≥2.0
#4000 ≤11 ≤8,0 3,0±0,4 ≥1,8
#6000 ≤8,0 ≤5,0 2,0±0,4 ≥0,8
#8000 ≤6,0 ≤3,5 1,2±0,3 ≥0,6
ALIMENTAZIONE STANDARD
Misurare D3(um) D50(uno) D94(um)
F230 ≤103 57,0±3,0 ≥40
F240 ≤87 48,0±3,0 ≥33
F280 ≤74 40,0±2,5 ≥27
F320 ≤66 35,0±2,0 ≥23
F360 ≤58 30,0±2,0 ≥20
F400 ≤50 25,0±2,0 ≥16
F500 ≤41 20,0±1,5 ≥13
F600 ≤37 17,0±1,5 ≥11
F800 ≤31 14,0±1,0 ≥9,0
F1000 ≤27 11,5±1,0 ≥7.0
F1200 ≤23 9,5±0,8 ≥5,5
F1500 ≤20 8,0±0,6 ≥4,5
F2000 ≤17 6,7±0,6 ≥4.0

3. Confronto delle prestazioni: carburo di silicio verde, allumina fusa bianca e ossido di cerio per la lucidatura del vetro ottico

Abrasivo Durezza Mohs Scenari applicativi Vantaggi e svantaggi
Carburo di silicio verde (GC) 9.3 Sgrossatura, pre-lucidatura media e fine di vetro ottico duro e silice fusa Vantaggi: Massima velocità di rimozione del materiale, eccellente dissipazione del calore

Svantaggi: Non adatto per la lucidatura finale a specchio, lascia una texture relativamente ruvida

Allumina fusa bianca (WA) 9.0 Macinazione media del vetro morbido e comune Vantaggi: Elevata tenacità

Svantaggi: Velocità di taglio lenta, tendenza all’accumulo di calore, bassa efficienza sul vetro duro

Ossido di cerio (CeO₂) 7~8 Lucidatura finale a specchio di altissima precisione Vantaggi: produce una superficie ultra-liscia a livello nanometrico.

Svantaggi: Forza di taglio debole, utilizzabile solo per processi di finitura

4. Tipi di vetro ottico adatti alla rettifica con carburo di silicio verde

  • Vetro ottico duro: vetro borosilicato, silice fusa, lenti ottiche UV, superfici ottiche piane, finestre ottiche
  • Componenti ottici convenzionali: obiettivi per fotocamere, prismi per microscopi, lenti per telescopi, filtri ottici, rettifica grossolana di preforme di fibra ottica
  • Cristalli fragili speciali: pretrattamento di rettifica per substrati di zaffiro e ceramiche piezoelettriche
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