Schleifmaschine für Sphären, rotationssymmetrischer Asphären und Freiformflächen für die Präzisionsoptik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die nachfolgende Aufzählung zeigt eine Übersicht über Projekte in denen die Schleifmaschine SPM140 eingesetzt wurde bzw. wird. In den Projekten mit dem Thema Werkzeugentwicklung dient das Gerät als Testplattform für die statistischen Versuche der neuen Werkzeuge. In den restlichen Projekten ist die Schleifmaschine als unterstützendes Gerät für die präzise Produktion der Testgläser involviert: 1. FRAM: Freiformen aus advaned materials: Ziel des beantragten Projektes ist es, neue innovative Fertigungsprozesse mit hoher Effizienz und Prozesssicherheit für neuartige Werkstoffe - advanced materials - zu entwickeln und dabei höchste Abtragsraten mit feinster Oberflächengestalt zu verbinden. Die Versuchsdurchführung zur Bearbeitung wurden auf der SPM140 durchgeführt. 2. S-flex: Formkorrigierendes, strukturfreies Schleifen von Freiflächen mit flexiblen Werkzeugen: Mittels flexibler Werkzeuge und einer Verweilzeitsteuerung beim Schleifen können strukturfreie und polierfähige Oberflächen erzielt werden. An ersten Demonstratoren — Paraboloid in BK7 - im noch laufenden Projekt konnten durch Schleifen auf der SPM 140 PV Werte von unter 2,5 μm erreicht werden. Die Demonstratoren wurden mit Hilfe der Schleifmaschine hergestellt. 3. ELVES: Elastische Schleifwerkzeuge für das verweilzeitgesteuerte Schleifen: Im laufenden Projekt werden elastische Werkzeuge und geeignete Bearbeitungsfenster für die Schleifbearbeitung ermittelt und diese ermittelten Parameter wurden durch Schleifversuche verifiziert. 4. EfffisaPol, Effiziente Gestaltung von Prozessketten zum Subapertur-Polieren komplexer Präzisionsoptiken: Durch die Charakterisierung verfügbarer Subapertur-Polierverfahren hinsichtlich ihrer Einsatzpotenziale soll ein Verfahrenskatalog basierend auf einer Datenbank zur Fertigungsplanung für komplexe optische Bauteile entstehen. Die Vorbearbeitung der im Projekt eingesetzten Sphären und Asphären wurde mithilfe der Schleifmaschine SPM140 realisiert. 5. PoligK: Entwicklung einer neuartigen Bearbeitungstechnoiogie zum Polieren hochpräziser, nicht-sphärischer Flächen mit gebundenem Korn: Mit dem im Projekt entwickelten Schleifwerkzeugen sind Tiefenschädigungen und Rauheiten deutlich niedriger als mit marktüblichem Material realisierbar (bis zu 90% reduzierte Tiefenschädigung und Rauheiten von bis zu 20 nm Ra). Die Standzeiten der Werkzeuge sind noch zu kurz. Eine genaue Abstimmung zwischen Werkzeug, Material und Parametern ist erforderlich. 6. Fertigungskette Off-Axis und Freiformen: Anhand dieser Bauteile wurde die Fertigung und Korrektur von Freiformflächen entwickelt. Da von Herstellerseite kein geeignetes Bearbeitungsprogramm vorhanden ist, wurde dieses mit Hilfe von CAD/CAM entwickelt und in die Steuerung der Maschine integriert. ln Kombination mit einem tastenden Messgerät konnte anschließend auch die Korrektur dieser geschliffenen Flächen realisiert werden. So sind nun Formabweichungen bei Off-Axis-Bauteilen mit weniger als PV 5 pm fertigbar. 7. Prozessfenster für Asphären: Durch die Ermittlung eines geeigneten Prozessfensters wurde eine Stabilität des Schleifvorgangs für mindestens 10 Stück in Folge ohne eine Messung oder Nachkorrektur erreicht. Für die Herstellung der in den Projekten benötigten Demonstratoren ist damit die Prozessstabilität gegeben.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- The cause of structures on ground shapes". Paper eos Konferenz 2013
Christian Vogt
- „Dressing and Selfsharpening of Conventional Tools". Paper euspen Konferenz 2013
Christian Vogt
- „A Study on Elastic Grinding Tools". Paper OSA Konferenz 2014
Christian Vogt
(Siehe online unter https://doi.org/10.1364/OFT.2014.OTu3B.3)
