Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Herstellung von Bauteilen mit komplexen optischen Funktionen

Die Herstellung von Bauteilen mit komplexer optischer Funktion ist sehr aufwendig und erfordert die Verfahren der Ultrapräzisionsbearbeitung.  Auf diesem Gebiet werden für die Technologien UP Drehen, UP Fräsen, Grooving und Fly Cutting Werkzeuggeometrien und Schnittparameter an die gegebenen Bearbeitungsaufgaben angepasst. Dabei werden Maß-, Formgenauigkeiten und Oberflächengüten erreicht, die den hohen Anforderungen von optischen Anwendungen gerecht werden. Durch den Einsatz von monokristallinem Diamant mit geometrisch bestimmter Schneide besteht bei der ultrapräzisen Dreh- bzw. Fräsbearbeitung, im Gegensatz zum Polieren, eine große Geometriefreiheit. Mit Servo-Tool-Anwendungen (z.B.: Slow-Slide-Servo) lassen sich nichtrotationssymmetrische Geometrien einschließlich komplexer Freiformflächen wirtschaftlich fertigen. Je nach Anwendung besteht die Möglichkeit in Direktfertigung Prototypen, Einzelteile, Kleinserien oder Abformwerkzeuge für die Serienfertigung  herzustellen. Das bearbeitbare Werkstoffspektrum umfasst hauptsächlich Nicht-Eisenmetalle, sowie diverse Kunststoffe und Halbleiter.

Unser Angebot

Als erfahrener Forschungsdienstleister bieten wir ein umfassendes Leistungsspektrum an. Von der effizienten und wissenschaftlich fundierten Durchführung und Analyse von Modelluntersuchungen und realen Bearbeitungstests über die Qualifizierung von Werkzeugen, die Auslegung von Fertigungsprozessen und -prozessketten sowie die Entwicklung von Messstrategien bis zur Herstellung von prototypischen Strukturen, Bauteilen und Systemen. Die Durchführung der Bearbeitungsaufgaben erfolgt auf einem 5-Achs-Ultrapräzisions-Bearbeitungssystem modernster Bauart in einem vollklimatisierten Fertigungslabor. Zur Analyse der Prozesse und der Bearbeitungsergebnisse stehen am IPK neben den klassischen Methoden der taktilen und optischen Oberflächenanalyse sowie der Mikrohärtemessung auch modernste Verfahren der Metallographie zur Verfügung.

Anwendung

  • Rotationssymmetrische optische Funktionsflächen (sphärisch, asphärisch)
  • Linsen, Spiegel, Strahlteiler und Mikrooptiken
  • Gitter- und Fresnel-Strukturen
  • Freiformflächen
  • Linsenarrays

Technische Ausstattung

  • Klimatisiertes Präzisionslabor (20 °C ± 0,1 °C)
  • 5-Achs-Ultrapräzisions-Bearbeitungssystem vom Typ Nanotech® 350FG der Fa. Moore Nanotechnology Systems
  • Weißlichtinterferometer vom Typ NewView 5010 der Fa. Zygolot
  • Taktiles Profilometer vom Typ Nanoscan 855 der Fa. Jenoptik
  • Kraftmessplattform vom Typ MiniDyn 9256B1 der Fa. Kistler
  • Koordinatenmessmaschine vom Typ O-Inspec der Fa. Zeiss