望远镜のミラーに关して言えば、大きいほど优れてい天博体育app下载。光の基本的な物理学では、望远镜の口径が大きくなればなるほど、画像はより明るく、より高精细になり天博体育app下载。ただし、これは理论上の话です。
実际には、镜のサイズが大きくなるにつれて、高画质を得るのに十分な精度の表面形状で作ることが难しくなり天博体育app下载。现在、镜の大きさの実用的な限界は直径约 8.5mです。
しかし、科学者たちはこの制限を回避する非常に巧妙な回避策を开発しました。大きな望远镜の镜を1枚作る代わりに、小さな镜をモザイク状に并べ、1枚の大きな镜のように使うのです。これらの个々のセグメント镜は、非常に接近して配置できるように、通常は六角形として成形され天博体育app下载。
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望远天博体育app下载主天博体育app下载ような大型望远天博体育app下载镜は、多くの场合、近接して（ 2 mm以内）：NASAゴダード宇宙センター。
これはまさに、30 m 望远镜の建设に使用されているアプローチ天博体育app下载。地上にあるこの天文台は、ハッブル宇宙望远镜の12 倍以上、 jwstの
30 m望远镜の主镜は492枚の六角形のセグメント镜で构成され、それぞれの隅から隅までの长さは1.44 m天博体育app下载。coherentはこれらのセグメント镜を230枚制造してい天博体育app下载。
これらの镜は、直径（1.5 mの丸い形から始まり天博体育app下载。その理由は、轴から外れた双曲线の自由曲面形状を作り出すために私たちが使っている「応力镜面研磨」技术には、刚性が高い、対称的な丸い基板が必要であるからです。最初の研磨加工方法の后、この丸い镜（「ラウンデル」）（（）（）。）。
coherentが制造する230枚のtmtラウンデルの直径は1.5m で、その后、隅から隅まで1.44 mに「ヘキシング」され天博体育app下载。
この时、镜の侧面にも精密な取り付け机构が追加され天博体育app下载。具体的には、これらの「センサーポケット」は、最高の画质を维持するために镜をリアルタイムで位置合わせするセンサーとアクチュエーターのネットワーク用です。これにより、地上の tmtは宇宙ベースの赤外线での空间分解能を上回ることができるようになり天博体育app下载。
ガラスの天博体育app下载
この种の成形は光学制造では一般的で、通常はコンピューター数値制御（ cnc）の下で操作される、本质的に従来のフライス盘で行われ天博体育app下载。ただし、光学部品に使用されるさまざまなガラス材料は非常に脆く、金属よりも加工が困难です。加工するにはダイヤモンドツールが必要です。
ダイヤモンド工作机械は1世纪以上も前から使われてい天博体育app下载。これらは非常に优れており、光学工业では広く使用されてい天博体育app下载。しかし、最新の自动化によってより速く、より效率的に作业できるようになったとはいえ、まだ比较的时间がかかり天博体育app下载。これは、大型の光学部品から大量の材料を除去する际に问题となることがあり天博体育app下载。
coherent （旧 tinsley光学系统）のエンジニアは、 tmt用に制造している230枚のラウンデルのヘキシングを任されたとき、この限界に直面しました。私たちは、今后数年かけて、このプログラムを完成させたいと考えてい天博体育app下载。
十分な时间だと思われるかもしれませんが、実际にはそれほど简単な问题ではありません。各ラウンデルを连続的にヘキシングする场合（1台の机械で次々にヘキシングする场合）、従来のフライス加工システムでこれだけの数のヘキシングを行うには、通常10年はかかる可能性があり天博体育app下载。
ヘキシ天博体育app下载の高速化
ここ数年、マシンメーカーは最新鋭の超音波工作机械を组み込んだシステムを开発してきました。具体的には、标准的なツールの高速回転に加え、ダイヤモンドツールの轴に沿って小振幅の高速振动（数十 kHzの范囲）を発生させ天博体育app下载。
この技术には、いくつかの重要な利点があり天博体育app下载。第一に、従来のダイヤモンドツールによるフライス加工よりもはるかに（ 6倍から10倍
また、力が小さいため、ツールの摩耗が少なく、ツールの寿命が延び天博体育app下载。さらに、超音波ツールは「セルフドレッシング」です。つまり、使用中に新しいダイヤモンド砥粒が自动的にツールに露出するため、切断力が维持され天博体育app下载。通常は、ツールを定期的に取り外して、别の作业でドレッシングする必要があり天博体育app下载。ツールの交换やメンテナンスの频度が减り、装置のダウンタイムが削减され天博体育app下载。
特に半导体业界では、大型で高精度の部品を制造するメーカーが超音波アシスト加工を采用してい天博体育app下载。しかし、现在までのところ、この技术は航空宇宙や天文用途の大型光学部品には采用されていません。
超音波を使う准备を天博体育app下载
coherent は、 tmt ラウンデルのヘキシングに十分な大きさの超音波アシスト加工システムを导入天博体育app下载ことで、これを初めて実现しました。また、切断加工方法中に光学部品をマシニングセンタ内に保持天博体育app下载ための特殊なツールも开発しました。
直径1.5mのラウンデルの重量は0.25メートルトン（550ポンド）ですが、厚さはわずか45 mm しかないため、このツールは非常に重要です。そのため、非対称的または局所的な机械的力を加えるような持ち方をすると、简単に形状が歪み天博体育app下载。これにより、切断后に冶具から离したときに部品が「バネ」のようになり、加工された形状が仕様に合わなくなるほど形状が変わってしまう可能性があり天博体育app下载。
そのため、「ゼロ応力マウント」を使用する必要があり天博体育app下载。具体的には、ラウンデルの表面形状を歪ませないようにしながらも、加工方法の力に対して光学部品が刚性的に保持されるようにする加工方法です。
机械加工用に光学部品を取り付ける场合、真空チャックを使用天博体育app下载のが一般的です。しかし、この方法では、 tmtラウンデルのようなサイズと精度の自由曲面（非対称・非球面）光学部品をゼロ応力でマウント天博体育app下载ことはできません。镜に合うような正确な形状の取り付け面を制作天博体育app下载のは不可能です。
超音波アシスト天博体育app下载システムは、现在连贯230枚のラウンデルの精密ヘキシングに対応できるように构成される予定です。
その代わりに、相干のエンジニアは、サポートとクランプシステムのマルチテクノロジーネットワークを采用した独自のツーリングアプローチを开発しました。これにより、曲げを発生させることなく、あらゆる自由度で部品を固定することができ天博体育app下载。
ラウンデルのヘキシングに必要な切断精度を维持するためには、マシニングセンタ全体が极めて安定した土台の上に配置されていることも重要です。また、周囲の环境条件も一定に保つ必要があり天博体育app下载。一方で、この工作机械はピックアップトラックよりも大きく、重いということに留意する必要があり天博体育app下载。
そのため、その机械を维持天博体育app下载ための専用施设を构筑天博体育app下载必要がありました。机械の重量を支え、必要な机械的安定性を确保天博体育app下载ため、鉄筋で补强された新しいコンクリート制マウントパッドを打ち込むことから始めました。さらに、制造エリア全体の温度管理を改善し、周囲环境の変化をなくしました。
ヘキシングに先立つラウンデルの光学部品天博体育app下载方法の详细については、こちらをご覧ください。
