Élaboration d'un procédé de fabrication industrielle de surfaces asphériques de grande précision en verre

An industrial process of high precision aspherical lens surfaces manufacturing

¹ Cour des Miracles, 69510 Rontalon, France
² Laboratoire Roberval, Unité de Recherche en Mécanique, FRE UTC/CNRS 2833, Université de Technologie de Compiègne, 60200 Compiègne, France
³ Laboratoire du Traitement du Signal et Instrumentation, Université Jean Monnet, LTSI/Filière Vision, 10 rue Barrouin, 42000 Saint-Étienne, France
⁴ Thales Angénieux, 42570 St Héand, France

Auteur de correspondance : philippe.revel@utc.fr

Reçu : 10 Juin 2005
Accepté : 19 Février 2007

Résumé

La société Thales Angénieux souhaite intégrer des dioptres asphériques dans les systèmes optiques complexes de grande qualité qu'elle fabrique. C'est à la fois un enjeu technologique et commercial. Ces dioptres asphériques sont soumis aux mêmes critères de forme et de rugosité que les dioptres sphériques ou plans. Cependant, ils ne peuvent être fabriqués avec les méthodes conventionnelles utilisées pour les autres dioptres. Il a donc été nécessaire d'utiliser des techniques de production différentes. Parmi les techniques envisageables, Thales Angénieux a choisi de développer un processus de fabrication industrielle articulé autour de deux procédés : la micro-rectification et la finition magnéto-rhéologique. Pour atteindre le niveau final de qualité requis, il s'est avéré indispensable d'intercaler une phase de transition de polissage souple entre la micro-rectification et la finition magnéto-rhéologique. Ce nouveau processus de fabrication permet d'une part de réaliser des dioptres asphériques dont la forme présente un PRt de l'ordre de 0,150 µm et pour la rugosité un Ra inférieur à 3 nm, et s'avère d'autre part parfaitement utilisable en milieu industriel.

Abstract

Aspherical surfaces are more and more used in high precision optical systems of Thales Angénieux. They must satisfy the same quality standards of form and roughness as the other dioptre surfaces. However, aspherical dioptres can not be manufactured with conventional methods used for spherical or plane surfaces, because form and roughness required can not be obtained simultaneously. Among the various available techniques, Thales Angénieux has chosen to develop an industrial manufacturing process, with two successive methods: micro-grinding and magneto-rheological finishing. Furthermore, micro-grinding phase is divided into two parts: firstly, a brittle one with a wheel with large size abrasive grains, secondly a ductile one with a wheel with small size abrasive grains. However, a transition phase, flexible polishing, was inserted between micro-grinding and magneto-rheological finishing phases to reach the objectives. Finally, this manufacturing process made it possible to produce aspherical glass surfaces with a defect of form (PV) around 0.150 µm and a roughness (Ra) less than 3 nm. Moreover, this process can be integrated in an industrial manufacturing process.