光机系统设计（一）结构材料篇

光机系统设计（一）结构材料篇

零件设计最基本之一就是材料的选用，光机零件材料的选用相比其他产品零件选用除了关注常规的材料强度、密度、硬度、成本和可制造性等指标，还会关注热膨胀系数和导热率；

一、铝合金

最常用的材料，优点：密度小，强度尚可，表面可做黑色阳极氧化能消光（并配合喷砂，且阳极氧化工艺成熟），硬度适中，但热膨胀系数偏大；

性能由低到高推荐的牌号为：

Al 6061，最常规

Al 2A12，硬铝，军工产品常用

Al 7075，超硬铝，航空产品，不考虑成本追求极致性能的可用。

另直接接触镜片的都建议使用T6态（关于铝合金热处理，在标准中可以看到，固溶处理人工时效后，不再进行冷加工，可进行矫平和矫直，但有些实际情况经常是原材直接用T6态）。

另，量大的可以铸件。

二、铜合金

铜合金在可加工性和导热性都优于铝合金，但成本、密度对铝合金没优势，个人认为在光机产品中，不及铝合金普遍，还有一个原因的铜合金的表面处理（消光发黑）工艺的不及铝合金标准。但对比较敏感的零件，还是建议用铜合金而不是铝合金。

图片（分别为蔡司、徕卡、奥林巴斯）中与镜片直接接触的材料

在op-mechanical一书，推荐的有C17200，360、C260（国内牌号分别为：铍铜QBe2.0、HPb60-2、H70）

 

三、其他金属

常用不锈钢、钛合金等，不再详细介绍。

这里专门提一种低膨胀系数的金属：可伐合金。在某些特殊领域有应用。

四、工程塑料

常规塑料因为其强度低，而且尺寸稳定性（如吸湿尺寸变化），不应用于精密部件。但现在很多工程塑料如PSU、PEEK等性能优异。

五、橡胶

不详细介绍。之前题主用有用如下材料。

70°A (±5)

附