选择性激光熔化轻质镜体的精密制造

本文提出了一种通过增材制造生成光机部件的新颖个性化方法，其嵌入于成熟的金属光学制造工艺链中。增材技术所提供的设计自由度使得生产更轻量且机械稳定性更高的部件成为可能。后者通过对具有恒定外形但不同减重因子的若干金属镜模型进行仿真得以证明。优化后的轻质镜相比传统设计实现了 $63.5 \%$ 的减重并具备更高刚度，但无法用切削技术制造。转而利用选择性激光熔化（Selective Laser Melting），上述拓扑非平凡设计的演示件由 AlSi12 合金粉末制造。进一步表明，如同传统制造的镜基底一样，光学质量可通过金刚石车削、化学镀镍和抛光技术获得，最终在 $140 \times 110$ $\mu$m${}^2$ 测量区域内实现 $< 150$~nm 峰谷形状偏差和 $< 1$~nm rms 粗糙度。增材制造的负面效应被证明可忽略不计。此外表明表面形状在 ambient 条件下两年储存期内得以保持。