In this present paper, attention is paid to the possibility of using the viscoelastic properties analysis carried out on the dynamic thermomechanical analyser as a method for identifying appropriate tool construction materials, which are suitable for selective mid spatial frequencies suppressing. For this purpose, a method of measuring the frequency dependencies of the elastic modules and the internal damping coefficient was proposed. Practical utilization of the obtained results was demonstrated on examples of tested samples, where the mechanism of their viscoelastic behaviour was analysed according to oscillation loading frequency. and V předkládaném článku je pozornost věnována možnosti využití analýzy viskoelastických vlastností materiálů prováděné na dynamickém termo-mechanickém analyzátoru, jakožto metody pro identifikaci vhodných konstrukčních materiálů nástrojů selektivně odstraňujících střední frekvence (MSF), které vznikají při subaperturním CNC opracování optických elementů. Za tímto účelem byla navržena metoda měření frekvenčních závislostí modulů pružnosti a činitele vnitřního tlumení. Praktické využití takto získaných výsledků bylo demonstrováno na příkladech testovaných vzorků, kdy byl analyzován mechanismus jejich viskoelastického chování v závislosti na frekvenci oscilačního zatěžování.
The unfavorable effect of the presence of deviations in the region of mid-spatial frequencies (wavelengths of 0.46 mm to 10 mm) on the aspheric optical surface is well known. However, the subaperture machining methods naturally lead to their creation. If we know their exact sources, we can simulate their formation and subsequently optimize the production process. The article describes and successfully simulated the formation of structures in the tangential direction due to the vibrations in the subaperture grinding process. It is confirmed that imperfect balancing of a tool or phenomenon as a magnetostriction can, under certain process conditions, cause midrange structures. In the second part, simulations of the influence of the minimum position step of the grinding machine axis were performed. The results show that lower resolution in axis positioning is one of the sources of distinctive rings that are often observed on aspherical surfaces. and Nepříznivý vliv přítomnosti odchylek v oblasti středních frekvencí (vlnové délky 0,46 mm až 10 mm) na asférickém optickém povrchu je dobře znám. Subaperturní metody obrábění k jejich tvorbě však přirozeně vedou. Budeme-li znát jejich přesné zdroje, můžeme simulovat jejich formování a následně cíleně optimalizovat výrobní proces. V článku je popsána a úspěšně simulována tvorba struktur v tangenciálním směru vlivem vibrací v procesu subaperturního broušení. Potvrzuje se, že nedokonalé vyvážení nástroje či jevy jako magnetostrikce mohou při určitých procesních podmínkách způsobovat tvorbu struktur v oblasti středních frekvencí. V druhé části práce byly provedeny simulace vlivu minimálního kroku polohování os brousicího stroje. Výsledky ukazují, že nižší rozlišení při polohování os je jedním ze zdrojů výrazných kroužků, které jsou na asférických plochách často pozorovány.
Resine bond grinding wheels are often used for the final grinding of precise aspheric optic. In this paper, the optimization of the circumferential speed of the resin bond grinding wheel with respect to the surface microroughness, the surface imperfections and also to the tool life time is presented. The optimum was searching in the interval of the circumferential speed from 12 m/s to 24 m/s and the wear of the tool was observing in the 1.9 hour intervals. The results of the experiment shows that, the optimum of the circumferential speed was found in the narrow interval around the speed 20 m/s. Out of this narrow interval the surface is affected by many undesirable properties so the accurate optimization of the machining parameters is very important when a resine bond grinding wheel is used. and Brousicí kola s resinovou vazbou jsou velmi často užívána pro finální broušení precizní asférické optiky. Cílem tohoto článku je optimalizace obvodové rychlosti brousicího kola s resinovou vazbou s důrazem na dosažení co nejnižší mikrodrsnosti, minimalizaci vznikajících struktur a škráb, ale také na prodloužení životnosti nástroje. Optimum bylo hledáno v intervalu obvodových rychlostí 12 m/s až 24 m/s a opotřebení nástroje bylo sledováno v intervalech po 1,9 hod. Experiment ukázal,že optimum obvodové rychlosti se nachází v poměrně úzkém intervalu okolo hodnoty 20 m/s. Mimo tuto úzkou oblast vykazuje povrch mnoho nežádoucích vlastností, což značně posiluje význam optimalizace obráběcích parametrů při použití obvodových kol s resinovou vazbou.
The article aim was mapping of the machine kinematic modes influences for surface structures formation especially in the Mid Spatial Frequencies range at subaperture aspheric surfaces polishing. For this purpose the Synchro Spiral and Raster kinematic modes of the Zeeko IRP 100 polishing machine were tested. We found that both of tested motion control modes lead to specific MSF surface structures formation, which represent the surface shape accuracy limits., Cílem práce bylo sledování vlivu kinematických režimů řízení pohybu lešticího nástroje na tvorbu povrchových struktur především v oblasti středních frekvencí (MSF) při subaperturním leštění asférických optických ploch. Za tímto účelem byla testována kinematika ''Synchro Spiral'' a Raster, a to na zařízení Zeeko IRP 100. Bylo zjištěno, že oba testované režimy řízení pohybu vedou k tvorbě specifických povrchových struktur spadajících do oblasti MSF, které se z pohledu přesnosti tvaru stávají limitní., and Na konci článku a v obsahu jsou uvedeni tito autoři: František Procháska, Ondřej Matoušek, Pavel Psota, Jiří Beneš - článek obsahuje tiskovou chybu
The work is focused on the testing of various commercially available polishing tools in terms of their impact on a surface structure specific area called MSF (mid spatial frequencies). For this purpose, a number of polishing experiments were carried out, the results of which were processed through the band pass filtering and PSD analysis and discussed from the perspective of the MSF behaviour in various steps of the polishing process and the ability to MSF suppress by given tools. and Práce je věnována testování různých komerčně dostupných lešticích nástrojů z hlediska jejich působení na specifickou oblast povrchových struktur označovanou jako střední prostorové frekvence (MSF). Za tímto účelem byla realizována řada lešticích experimentů, výsledky kterých byly zpracovány pomocí band pass filtrace a PSD analýzy, na jejichž základě je diskutováno chování MSF v různých krocích lešticího procesu a schopnost daných nástrojů MSF potlačovat.
Processes development for production of the Metis coronagraph lightweight mirrors represented with respect to high shape accuracy and surface micro-roughness requirements challenging engineering tasks. One of many serious problems, which we need to solve, was a low optical surface shape stability manifesting by unmanageable shape deformations. As we found, the reason was in chosen cementing process. With using of FEM simulations for the cementing process analysing and the mirror holder redesign the residual stress generated by temperature changes was suppressed and the shape deformation of the optical surface was reduced below the critical limit of about 100 nm. and Výroba odlehčených letových kusů zrcadel koronografu Metis s vysokými nároky na tvarovou přesnost a mikrodrsnost optické plochy představovala náročný inženýrský úkol. Jedním z úskalí, s kterým se musel řešitelský tým Centra Toptec vyrovnat, byla problematická tvarová stabilita optické plochy projevující se nekontrolovatelnými deformacemi v průběhu broušení a leštění. Jak bylo zjištěno, příčinou byl zvolený způsob tmelení. S využitím FEM simulací, na jejichž základě byl předělán design tmelky, se podařilo minimalizovat teplotními změnami generovanou zbytkovou napjatost a potlačit tak deformace pod kritickou hranici 100 nm PV, kdy z pohledu splnění specifikované tvarové přesnosti nepředstavovala zásadní problém.
This article presents in the Czech Republic unique technique of Ion Beam Figuring (IBF) used at the TOPTEC Centre. The IBF technology has become an established alternative to common polishing methods in manufacturing of optics and it is increasingly used for the precise figuring and finishing of optical elements, such as spheres, aspheres and free forms. The process is based on the workpiece surface bombarding by a stable beam of accelerated particles that locally removes material from the surface. Figure corrections are achieved by the workpiece surface rastering at appropriate, time-varying velocities. In this article besides the IBF method basis some possibilities of machine settings and examples of achieved figure corrections results with accuracy 50 nm PV are also shown. and Článek představuje v České republice unikátní technologii korektivního leštění iontovým svazkem (IBF) používanou na pracovišti ÚFP TOPTEC. Tato technologie se v poslední době stala zavedenou alternativou k ostatním metodám leštění používaným při výrobě ultra přesné optiky, kde slouží zejména k velmi preciznímu tvarovému korigovánísférických, asférických i freeform optických elementů. Leštění iontovým svazkem je založeno na ostřelování opracovávaného povrchu proudem urychlených částic, což vede k lokálnímu úběru materiálu. Tvarových korekcí je pak dosahováno rastrováním povrchu vhodnou časově modulovanou rychlostí. V presentovaném článku jsou kromě vysvětlení základních principů rovněž uvedeny některé možnosti nastavení zařízení a příklady dosažených výsledků tvarových korekcí, kdy se výsledná tvarová přesnost pohybovala okolo 50 nm PV.