Komplexe Optiken schneller und günstiger fertigen

Das Fertigungsverfahren des Präzisionsblankpressens eignet sich ideal, um anspruchsvolle Optiken aus Glas mit komplexen Oberflächen wie doppelseitigen Arrays oder diffraktiven Strukturen in größeren Stückzahlen kostengünstig herzustellen.

Optikherstellern und Interessenten aus der Medizin-, Laser- und Produktionstechnik, aber auch Anwendern von Bilderfassung und Messtechnik zeigt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT vom 15. bis 18. Juni 2010 während der internationalen Fachmesse für optische Technologien „Optatec“ in Frankfurt/Main seine neuen Forschungs- und Entwicklungsergebnisse rund um die Prozesskette des Präzisionsblankpressens.

Doppeseitige Arrays und diffraktive Optiken aus der Presse

Welche Komplexität gepresste Glasoptiken bereits heute aufweisen können, illustriert das Fraunhofer IPT anhand verschiedener Beispiele aus dem EU-geförderten Forschungsprojekt „Production4µ“: Selbst doppelseitig in Glas geprägte Zylinderlinsenarrays oder diffraktive Strukturen auf gekrümmten Oberflächen lassen sich nun kostengünstig für den kommerziellen Gebrauch herstellen. Zum Einsatz in der Glaspressanlage kommen hochpräzise Formwerkzeuge aus Hartmetall, deren Struktur das Fraunhofer IPT durch Diamantdrehen erzeugt.

Das Fraunhofer IPT nutzt für die Fertigung der Optiken verschiedene Maschinen zum Präzisionsblankpressen. Während der Optatec führen die Aachener Forscher eine Anlage vom Typ Moore Nanotech GPM im laufenden Betrieb vor und produzieren damit in kurzer Zeit unterschiedliche Bauteile wie beispielsweise Linsenarrays.

Zukunftsperspektive „WaferOptics“: Schneller zu günstigen mikrooptischen Systemen

Ab Mitte 2010 wird das Fraunhofer IPT in einem weiteren EU-geförderten Forschungsprojekt mit dem Namen „WaferOptics“ die Skalierung des Präzisionsblankpressens erproben: Ziel ist es, bis zu vier Zoll große Glaswafer mit mehreren hundert Einzellinsen abzuformen. Durch das Stapeln, Ausrichten, Verbinden und anschließende Zerteilen solcher Wafer lässt sich der bisherige Ausrichte- und Montageaufwand für mikrooptische Systeme deutlich verringern. In der Fertigung von Kunstoffoptiken gilt dies bereits als etabliertes Verfahren, nun erarbeitet das Fraunhofer auch für das Präzisionsblankpressen von Glas prozesssichere Konzepte und passende Formwerkzeuge.

Für die Zukunft plant das Fraunhofer IPT außerdem, die Replikation diffraktiver Optiken aus Glas und das Präzisionsblankpressen von Quarzglas weiterzuentwickeln.

Präzisionsblankpressen: eine saubere, effiziente Herstellungstechnologie

Das Präzisionsblankpressen bietet Optikherstellern eine saubere, effiziente Herstellungstechnologie für Glasoptiken, wie es sie bisher nur bei Kunststoffoptiken gab. Das Fraunhofer IPT hat sich in den vergangenen Jahren sowohl Prozesswissen als auch Maschinenkenntnisse erarbeitet, um Unternehmen der optischen Industrie beratend beim Einstieg in die neue Technologie zu begleiten. Mit seinem Spin-off Aixtooling GmbH verfügt es außerdem über einen verlässlichen Partner für die Herstellung der hochpräzisen Formwerkzeuge. In Aachen bündeln sich damit Kompetenzen entlang der gesamten Prozesskette – von Werkzeugdesign, -bau und -beschichtung über die FE-Simulation, Entwicklung und Auslegung des Pressprozesses bis hin zum Abformen der optischen Elemente.

Mit fünf Maschinen zur ultrapräzisen Bearbeitung der Formwerkzeuge, einer Beschichtungsanlage und zwei Anlagen zum Präzisionsblankpressen sowie verschiedensten Geräten zur messtechnischen Analyse aller Prozessschritte führt das Fraunhofer IPT Machbarkeitsstudien durch, fertigt Prototypen und unterstützt seine Kunden und Projektpartner bei der Einführung des Präzisionsblankpressens in ihre Fertigungsumgebungen.

Kontakt
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Martin Hünten
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-497
Fax +49 241 8904-6497
martin.huenten@ipt.fraunhofer.de