看点：ta-C膜为何成为光学模压模具的主流选择——从材料机理到工程应用的系统解析

在光学模压成型技术中，模具表面镀膜的角色，早已不只是“提高耐磨寿命”，而是直接参与到成型质量控制与工艺稳定性保障之中。在多种硬质与类金刚石膜系中，ta-C（无氢类金刚石膜）逐渐成为光学模压模具的主流选择，其背后并非单一性能优势，而是材料特性与工况需求的高度匹配。

一、光学模压模具对膜层的真实需求

从工程角度看，光学模压模具对镀膜提出的核心要求主要集中在四个方面：

【资料图】

膜层致密度高高温稳定性：

长期工作在500–650℃条件下（N2保护环境）。

低表面能与抗粘附性:

防止玻璃在高温下粘模；

高致密性与低缺陷率：

避免光学缺陷被复制到镜片表面；

热循环下的结合力稳定性：

耐受反复模压循环。

二、常见膜系在光学模具中的局限性

RIE250I-2是一款聚焦核心需求的专业退膜设备，应用领域覆盖高端制造全产业链，可适配多元产品的退膜需求：

▍传统DLC（a-C:H）膜的高温瓶颈

传统含氢DLC膜在常温和中低温耐磨应用中表现优异，但在光学模压工况下存在明显不足：

1. 高温下氢元素逸出，结构发生变化；

2. 膜层硬度与致密性衰减；

3. 易引发膜层早期失效。

因此，其在高温光学模压模具中的应用受到限制。

▍常规氮化物硬质膜的黏附问题

如CrN、TiAlN 等膜系，虽具有一定高温稳定性，但：

1. 表面能较高；

2. 在高温玻璃模压中易发生黏附；

3. 成型缺陷风险较大。

难以满足高端光学模具对成型表面的要求。

三、ta-C 膜的材料本质优势

▍无氢结构带来的高温稳定性

ta-C属于无氢类金刚石膜（ta-C）体系，其碳键结构以sp 为主：

这是ta-C 能够进入光学模具领域的前提条件。

▍高致密性与低缺陷特征

在合适的离子能量条件下，ta-C膜可形成：

1. 极高的离子堆积密度；

2. 极低的孔隙率；

3. 连续、致密的膜层结构。这对光学模具尤为关键。

▍低表面能与优异抗黏附性能

ta-C膜在高温条件下表现出：

1.较低的表面能；

2.无油自润滑性能优，防模具与元器件之间的连。

在实际模压过程中，可有效减少：

1. 粘模

2. 拉伤

3. 镜片表面缺陷

这是其在光学模压应用中被广泛认可的重要原因。

▍与基体材料的可工程化匹配能力

通过合理的：

离子束清洗

过渡层设计

ta-C膜可与硬质合金、高温合金模具基体形成稳定结合，在热循环条件下保持长期可靠性。

四、ta-C膜“好用”的前提：工艺与装备能力

需要强调的是：ta-C膜并非“天然适合”，而是“在合适工艺下才成立”。其高sp 含量与高内应力特性，决定了对工艺控制的要求极高：离子能量窗口必须精确可控成膜过程需低缺陷、低热负载应力必须通过结构设计与工艺调节进行平衡这也是为什么ta-C膜在光学模具领域，通常需要与纯离子镀膜技术相结合。

五、ta-C膜与纯离子镀膜的技术协同

在纯离子镀膜体系中，通过：

电磁过滤系统降低大颗粒缺陷

(过滤后沉积离子离化率接近100%）

可在较低温度下（＜100℃）实现：

这使ta-C膜从“实验室可行”，真正走向光学模具工程化应用。

六、结语｜ta-C的主流地位来自“系统匹配”

ta-C膜之所以成为光学模压模具的主流选择，并非因为其某一项性能指标“最强”，而在于其在：

高温稳定性

抗黏附性能

致密性

工程可控性

等多维度上，与光学模具工况形成了高度匹配。而这种匹配，只有在合适的镀膜工艺与装备体系支持下，才能被稳定、可复制地实现。安徽纯源镀膜科技有限公司是一家深耕真空镀膜行业20年的源头厂家，该公司自主研发的超精密模具专用纯离子镀膜设备专门为光学模具提供镀膜产业化方案。