MRF(magnetorheolo gical finishing )通过 外磁场对一种智能流 体——磁流液的硬度 和形状进行实时控制， 生成一个压力区域， 该区域类似于一个能 够与被加工表面相吻 合的“柔性抛光模”。 磁流变液：磁性颗粒、 基液、稳定剂
Schematics of MRF
磁流变效应
Conclusion
光学器件表面超精密加工技术
IBF
ELID
PACE
MRF
LOGO
ELID
在线电解修整（ELID）磨削抛光——Features
ELID
Advantage
良好的稳定性和可控 性；加工精度高，表 面裂纹少，表面粗糙 度达0.5nm； 适应性广，效率高； 装置简单，成本低， 推广性强
Disadvantage
会出现表面层釉化； 电解磨削液配比复杂
等离子体辅助抛光技术(PACE)——Principle
周林等，光学镜面离子束加工的可达性，光学精密工程，2007
离子束加工技术——Research status
美国Kodak构建IFS系统；加工出1.3m 的ULE轻量化离轴异型镜面，四次迭代 将镜面误差从0.62λ降低到0.015λ （ λ =632.5nm） 法国REOSC光学加工中心利用其研制 的加工系统直径250mm的CVD SiC镜 面从0.98λ收敛到0.012λ 国防科大研制出国内首台加工设备 KDIFS-500，能加工直径小于500mm 的凹镜，将210×170mm的CVD SiC 椭圆摆镜面形误差从0.5λ降低到0.015λ
IBF
焦长君，光学镜面离子束加工材料去除机理与基本工艺研究，国防科技大学博士论文，2008
离子束加工技术——Features IBF
Advantage
加工范围广，对工件 尺寸没有严格控制； 可加工球面、非球面 和非对称球面； 面形精度0.015λ， 表面粗糙度优于 0.6nm；
Disadvantage
PACE(Plasmaassisted chemical etching)是一种利用 化学反应来除去工 作表面材料而实现 抛光的方法。
材料
激光气体
反应方程式
SiO2
SiC Be
SF6、NF3、CF4 SF6、NF3、CF4
Cl 2
SiO2 CF4 SiF4 CO2
SiC NF3 SiFx CFy
Schematics of ELID
[1] 周曙光等，ELID镜面磨削技术综述，制造技术与机床，2001 [2] K.Katahira等，ELID grinding and tribological characteristics of TiAlN film， International Journal of Machine Tools & Manufacture，2002
设备复杂，真空系统 大且昂贵； 生产率低； 加工过程不易控制； 加工材料有限
在线电解修整（ELID）磨削抛光——Principle
ELID（Electrolytic Inprocess Dressing） 磨削是在磨削过程中， 利用非线性电解修整 作用和金属结合剂超 硬磨料砂轮表层氧化 绝缘层对电解抑制作 用的动态平衡，对砂 轮进行连续修锐修整， 使砂轮磨粒获得恒定 的突出量，从而实现 稳定、可控、最佳的 磨削过程。
Be Cl2 BeCl2
张华等，光学表面超精密加工技术，光学仪器，2003
等离子体辅助抛光技术——Research status
美国perkin elmer公司在直径0.5m~1m 的非球面上加工出面形精度小于1/50λ， 粗糙度小于0.5nm的表面。
PACE
张华等，光学表面超精密加工技术，光学仪器，2003
LOGO
光学表面超精密加工技术
Ultra-precision machining technology of optical surface
Contents
1 2 3 4
离子束加工技术（IBF）
在线电解修整（ELID）磨削抛光技术
等离子体辅助抛光技术（PACE） 磁流变抛光技术（MRF）
离子束加工技术——Princi源自le在线电解修整（ELID）磨削抛光——Research status
日本：推出系列ELID专用磨床； 成功加工出光学玻璃和碳化硅 陶瓷等材料的高精度非球曲面。 美国：加工电子计算机半导体微 处理器；在国防、航空航天及核 工业等领域应用研究； 中国：哈尔滨工业大学研制成功 了ELID磨削专用的脉冲电源、磨 削液和砂轮，并推广至军工单位；
等离子体辅助抛光技术(PACE)——Features
PACE
Advantage
效率高； 无机械变形；无亚 表面破坏； 无污染； 加工球面和非球面 难易相当； 面形精度小于 1/15λ，粗糙度小 于0.5nm
Disadvantage
适应范围狭隘，对 于反应式未知的材 料无法加工； 加工过程难易控制
磁流变抛光技术（MRF）——Principle
张华等，光学表面超精密加工技术，光学仪器，2003
磁流变抛光技术（MRF）——Research status
国外：美国Rochester大学自行研制了 许多种类的磁流变抛光液，并研制出 磁流变抛光机Q22系统，可加工直径 100mm以下的小型光学元件。面形精 度0.05 λ 国内：中科院精密光学机械与物理研 究所研究了磁流变抛光中几种主要工 艺参数对抛光过程的影响，建立了磁 流变抛光数学模型
MFR
磁流变抛光技术——Features
MRF
Advantage
适用范围广；效率 高；精度高；无工 具磨损问题；抛光 碎片及抛光热可及 时被带走；不产生 下表面破坏层；无 需专用工具和特殊 机构；易于实现微 机数控。
Disadvantage
磁流变液的配制仍 是技术难题； 目前只能加工小型 光学元件
离子束加工（Ion Beam Figuring, IBF）是近20年来 用在光学镜面加工 中的一种计算机控 制光学表面成形方 法。光学镜面离子 束加工时在真空室 中将离子（一般为 氩离子）束轰击到 光学镜面上，通过 物理溅射去除材料 以实现光学镜面加 工的方法。
离 子 束 加 工 原 理 图 离 子 束 加 工 装 备 图