引言
蜂窝面包板作为光学实验平台中的主要结构之一,具有吸收振动的强大功能,同时为光学实验提供一个高精度高稳定性的“大地”,保证光学实验的顺利进行,上篇文章中为大家介绍了光学蜂窝面包板的整体结构及功能,有兴趣的朋友可以查看《干货分享!光学平台蜂窝面包板,为啥是光学平台中真正的“六边形战士”!》(点击可跳转)这篇文章。
本篇文章为大家介绍光学蜂窝面包板的各部分结构的具体材质和加工工艺,为大家揭示光学蜂窝面包板的诞生过程,那么开始吧。如图1所示,蜂窝面包板主要由上层不锈钢板、四角封板、侧边挡板、内层蜂窝板、底层钢板构成,接下来向大家一一对各个结构进行说明:

图 1 蜂窝面包板结构示意
一、上层不锈钢板
上层面板的材质一般有花岗岩、铝合金以及不锈钢,光学实验平台的台面常见材质为不锈钢,所以在本文中重点介绍不锈钢。
不锈钢的牌号众多,根据不同的化学成分和性能特点,可以分为多个系列。以下是一些常见的不锈钢牌号及其对应的国际标准牌号,如表1所示:

表 1 不锈钢牌号
这些牌号的不锈钢在化学成分上有所不同,因此它们的特性和应用领域也有所区别。例如,304不锈钢广泛用于食品加工、医疗器械等领域,而316不锈钢由于添加了钼元素,具有更好的耐蚀性,常用于海洋环境或化工设备中。用户在选择不锈钢材料时,应根据具体的应用需求和成本预算来确定合适的牌号。
为满足光学科研实验的特殊需求,光品汇商城推出了高稳定性、高精度的光学实验平台,该平台的上层台面采用高导磁430不锈钢(高导磁性不锈钢具有良好的磁性导通特性,可以有效屏蔽外部的电磁场,保证光学实验的精确性和稳定性)制作,采用国标精密级要求加工制造,表面采用哑光密迪纹理处理,表面的哑光密迪纹理处理通常指的是对材料表面进行一种细腻且均匀的表面处理,以获得一种不太明显的半光泽或者类似哑光的效果。

图 2 经过哑光密迪纹理处理的表面
这种处理(哑光密迪纹理处理)可以使表面看起来更加平滑、均匀,减少反射和光的折射,适合需要减少光反射的应用场合。常见的哑光密迪纹理处理方法包括:
(1).砂化处理(Sanding):通过用砂纸或者砂砾材料轻轻打磨表面,使其产生微小的磨砂效果,从而获得一种均匀的哑光效果,采用砂化处理,可以很好地控制台面的表面效果;
(2).化学蚀刻(Chemical Etching):利用化学溶液对表面进行处理,使其微观结构变得均匀而不均匀,并且有凹凸的情况,从而使其减少反射。
二、内层蜂窝板
蜂窝面包板的蜂窝隔层通常采用钢材料,例如0.25mm厚的耐腐蚀镀层钢板,耐腐蚀镀层钢板是一种在钢材表面镀覆保护层,以提高其耐蚀性的材料。这种钢板通过表面处理技术,如热镀、电镀或涂层等方法,在钢板表面形成一层保护膜,从而提高其在各种环境条件下的耐腐蚀性能以确保结构的稳定性和耐用性。


图 3 耐腐蚀镀层钢板(图片来源网络) 图 4 蜂窝内芯
光品汇商城的的光学平台主要采用粘接工艺,目前市面上有焊接和粘接两种处理工艺。
(焊接)由于受下陷形变量和应力释放后的影响,焊接工艺的蜂窝面包板会发生细微变形,导致光路变化,即使做完后用磨床磨掉焊点测出来数值很高,但是过一段时间后再进行测试,得出的结果与之前的测试结果差距较大,这表明采用焊接工艺的光学实验平台的参数性能会随着时间的流逝而发生改变。那有什么工艺可以解决掉这个问题吗?
为了解决焊接工艺的这个问题,后面开发了粘接工艺来改变这个现象,采用粘接工艺可以将光学实验平台的性能在长时间内保持较好的状态;粘接工艺相对于焊接工艺不仅提升了长时间内的稳定性,同时对隔振性能也有一定的提升,需要提及的是,粘接工艺的成本比焊接工艺的高,所以要根据自己的实际需求进行选择,接下来让我们来为大家详细介绍一下粘接工艺。
粘接通常使用环氧树脂作为粘接剂,环氧树脂作为一种广泛使用的胶粘剂,在粘接工艺中尤其适用于蜂窝结构的粘接。环氧树脂胶粘剂是由环氧树脂基料、固化剂、稀释剂、促进剂和填料配制而成的工程胶粘剂,具有良好的粘接性能、优异的功能性以及强大的价格优势,同时粘接工艺简便,使用自黏性预浸料与蜂窝粘接可以有效地提高粘接强度。

图 5 环氧树脂胶粘剂成分
实验表明,采用热压罐固化工艺或模压成型固化工艺,通过控制加压时机、组装方式和施加压力等关键工艺参数,可以优化粘接效果。特别是使用上下盖板组装可以显著提高滚筒剥离强度,进而增强蜂窝夹层结构的整体性能。适宜的固化压力和升温速率对于保证蜂窝夹层结构的粘接强度和整体质量至关重要。

图 6环保标识(图片来源于网络)
同时环氧树脂胶粘剂作为一种在工业上广泛应用的粘接材料,其环保和可持续性已成为未来发展的重要趋势。目前,环氧树脂胶粘剂的研发正朝着更加环境友好和可再生的方向发展。
三、侧边挡板和四角封边
光学实验平台的侧边挡板作为光学平台的一部分,通常起到结构支撑和围护的作用,与平台的隔振功能相配合,可以提供更好的实验环境。
大部分光学实验平台的侧边挡板是由2mm厚度的碳钢包裹制成,外层可能采用聚乙烯人造皮革装饰或者高级磨砂聚碳酯黑工艺,以此保证平台的整体稳定性和美观性,也可能是不锈钢箱式截面结构,与其他部分如5mm厚不锈钢顶板和底板相结合,构成一个稳固的结构。
光学实验平台的侧边挡板设计可能包括M6螺纹孔,这些螺纹孔以矩阵方式排列,距离为25mm*25mm,用于安装各种光学组件和设备,方便使用者进行实验。
四角封边主要是为了遮蔽侧边挡板拼接形成产生的直角边,保护实验平台的同时也可以使平台更美观,更重要的是可以保护使用者不被锋利的边缘划伤。


图 7 防止划伤(图片来源网络) 图 8 四角封边
四、底板
底板通常采用优质中碳钢板,以确保刚性强、变形小,具有良好的热稳定性,以维持在温度变化过程中的平整度,由于钢材料的热膨胀系数相对一致,有助于保持平台整体的平整度。
一般来说,随着光学平台尺寸的增加,也会要求其刚度(指材料或结构在受力时抵抗变形的能力)相应提高,从而需要钢板的厚度增加;但也不能持续增加厚度,这样会导致光学平台的重量快速增大,所以在保证满足刚度要求的情况下尽可能减小厚度或者改变底板的结构,也可以更换强度更高的材质。
光品汇商城的光学实验平台台面采用430高导磁不锈钢制作,并且光学平台工作面均做哑光处理,防眩光,可以降低在空间或时间上存在极端的亮度对比,大幅削弱引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件,减少视野中某一局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化,从而减少系统受到的外部干扰,保证实验精度。
光品汇积累了多年的实际工程研究经验,推出的蜂窝面包板是基于长期探索现代光学重大基础研究及应用基础前沿研究,针对先进激光工程技术及精密仪器使用环境需求研制的,可以为客户提供国际一流的精密系统振动控制及解决方案。有需要的同仁可通过电话:19352128072或者邮箱:gphmall@gphmall.com联系我们!