[发明专利]一种异型微细光纤束的制作模具以及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及非通信光纤制造领域，特别是一种异型微细光纤束的制作模具以及制作方法。

背景技术

满足超细（<?4mm）图像采集装置的辅助照明用光纤束有2个特点：①光纤束直径细，所占空间小；②为适合在有限空间内实现光纤填充数量的最大化，通常围绕图像采集元件（如CCD、CMOS），将光纤束端面制成异型。这种异型微细光纤束随着图像采集装置向超细方向发展，其应用越来越广，外形也越来越复杂。由于光纤束细、外形复杂，故制作难度大，目前常采用穿丝法，其步骤如下：①先采用机械办法加工有异型孔或异型腔的金属零件；②将光纤丝穿入型孔或型腔内，通过手感控制光纤致密度；③采用环氧胶对异型孔或腔内光纤浸胶，并进行固化；④待胶粘剂固化后，将露出异型端光纤进行切割、研磨和抛光，直至端面呈镜面。该方法存有3个问题：①通过机械加工（如电火花线切割）制成的微小零件内表因有钼丝或火花轨迹痕，不利于直径15~30um光纤穿入，由于穿丝不顺畅，穿入光纤数目少，很难实现光纤的高填充率；②异型零件小，不方便手工操作；③此制作方法对工件加工精度要求高，加工成本高。

发明内容

本发明针对现有技术中穿丝法工艺的不足，提供一种异型微细光纤束的制作模具以及制作方法，以实现异型光纤束中光纤的高填充率，并降低工件的加工精度和成本，提高产品的一致性以及成品率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种异型微细光纤束的制作模具，其特征是，包括模套和模芯，模套上设有工作孔，模芯一端可拆卸固定于模套上的工作孔中，模芯端部外壁与工作孔内壁之间形成异型孔。

作为一种改进，在模具装配过程，为保证模芯与模套之间匹配牢固，本发明的制作模具还包括支架，模套和模芯均固定于支架上，也可以不增设支架，利用胶粘剂将模芯与模套之间固定。

通过模套上的工作孔与不同端面形状的模芯进行组合，可匹配出多种端面形状的异型孔，如异型孔的端面形状为月牙形、扇形、锯齿形、方形、直角形、或者环形中的一种，以适应多种应用需求。

本发明的模套与模芯可以为可组合的分立的个体，也可为一体化设计成型的整体，即模套与模芯组合后或一体成型皆能够形成所需形状的异型孔；模芯、模套、支架的尺寸可以不受异型微细光纤束的异型端面尺寸影响，而是根据操作者的具体操作情况，适当加大，以操作方便且经济实用为较优。

为了使制作出的光纤束更容易从工作孔中脱离，本发明中的模套和模芯采用有机材料制成，如聚四氟乙烯材料，可使得异型孔的孔壁不会与胶粘剂粘连，非常容易脱模。

如果模套和模芯不使用有机材料制成，也可通过在模套上工作孔的内壁以及模芯外壁上涂覆有机材料层，使得异型孔的孔壁不会与胶粘剂粘连。

本发明基于上述制作模具的异型微细光纤束的制作方法包括以下步骤：

1）. 选择异型孔端面与所需形状相应的制作模具，然后对制作模具进行装配固定，将模芯一端置入模套的工作孔内，形成异型孔；

2）. 向模具异型孔内穿入光纤丝，形成光纤束，控制光纤丝的致密程度，并使得穿入异型孔的光纤丝至少有一端位于异型孔外； 

光纤丝的致密程度可通过操作人员的手感经验控制，目测光纤丝露出异型孔的端部尺寸长度在5-10mm，便于光纤束浸胶；

3）. 将光纤丝位于异型孔外的一个端部烘干、吹热后，用调胶针在光纤丝的端部点胶，使胶在毛细现象原理下自然浸入光纤束内，此时需要控制光纤束浸胶的长度不宜超过模套的厚度，即异型孔的长度；然后对根据胶粘剂的类型选择相应的固化干燥方式，对光纤束内的胶进行固化干燥； 

4）. 维持模芯与模套之间相对位置不变的前提下，拆除用于固定模具的部件，如支架和其他固定装置；

5）. 对光纤束的端面进行研磨及抛光，可采用现有的常规光学冷加工工艺进行，直至光纤束的端面呈镜面，光亮、平整，然后清理光纤束外表面的抛光粉以及其他污垢；

6）. 脱模：将光纤束与模套和模芯均分离开来；由于胶粘剂与本发明中的制作模具不粘结，所以只需制作模具或光纤束轻轻施力，即可使光纤束脱落分离；

完成以上工序步骤后，即完成异型微细光纤束一个异型端的制作；

7）.重复步骤1）至步骤6），对光纤束的另一个端部进行制作；若另一端为规则形状，如圆形，本领域技术人员可直接按照常规光纤束制作工艺进行。