SPECTARIS ist Partner des Großforschungsprojekt "Production4µ". Im folgenden soll nun ein kurzer Überblick der aktuellen Projektergebnisse gegeben werden, um einen Eindruck der vielfältigen Tätigkeiten zu vermitteln.

Projektziel von "Production4µ" ist es, in Europa eine Wertschöpfungskette für die replikative Herstellung hochpräziser Glasoptiken durch Präzisionsblankpressen aufzubauen. Die aktuellen Projektergebnisse stehen technologieseitig unter der Prämisse der Ultrapräzision, müssen sich jedoch auch unter Kriterien der Markttauglichkeit beweisen: Der erfolgreiche Aufbau einer konkurrenzfähigen Wertschöpfungskette erfordert eine Senkung von Markteintrittszeiten, Herstellungszeiten und Herstellungskosten, bei steigender Qualität und Komplexität der Produkte.

Einige Erfolgsbeispiele, die solch gegenpolige Anforderungen erfüllen können, werden im folgenden kurz vorgestellt:

Ultrapräzisions-Schleifprozesse für die Bearbeitung von Wolframkarbid-Formeinsätzen mit höchsten Genauigkeiten wurden (weiter-)entwickelt und für die Anwendung zur Herstellung von Formwerkzeugen für rotationssymmetrische Sphären und Asphären und nicht rotationssymmetrische asphärische zylindrische Linsenarrays qualifiziert. Besonderer Fokus wurde auf die Fertigung steiler Geometrien mit kleinen Krümmungsradien gelegt, wie sie häufig von der heutigen Konsumerelektronik gefordert werden. Eine optimierte Schleif-Kinematik reduziert nicht nur die Prozesszeit sondern insbesondere auch die Anzahl der benötigten Iterationen zur Fertigstellung eines Bauteils. Verbesserte Bearbeitungsstragegien sorgen für höherwertige Formwerkzeuge und optimierte Parameter reduzierten die Bearbeitungszeit und somit die Produktkosten.

Unterschiedliche lokale Ultrapräzisions-Polierprozesse wurden für das reproduzierbare Polieren von Formwerkzeugen aus hochharten Werkstoffen wie nanokristallinem Hartmetall entwickelt. Dies erlaubt beispielsweise, genauestens definierte Poliervorgänge auch für Zylinderlinsen-Arrays durchzuführen und dabei die Oberflächenrauheit gezielt zu verbessern. Neue Dimensionen der Kosteneffizienz werden durch die Möglichkeiten der Semi-Automation erschlossen, indem die Zahl iterativer Bearbeitungsschritte mit manuellen Arbeitsanforderungen minimiert wird. Gleichzeitig führt ein maschinell geführtes Werkzeug zu weniger Fehlern und höherer Wiederholgenaugkeit, welche eine bessere Serienqualität darstellbar macht. Um die Standzeit der im Prozess stark beanspruchten Formwerkzeuge weiter zu erhöhen und dadurch die Wirtschaftlichkeit des Pressprozesses deutlich zu verbessern, wurden zudem hochpräzise, optimierte Edelmetallbeschichtungen für die Formwerkzeuge entwickelt.

Ultrapräzisionssonden für die 3D Koordinaten-Messtechnik ermöglichen die vollständige Messung der optischen Oberflächen von sowohl Formwerkzeugen als auch Linsen asphärischer Geometrien und höchster Genauigkeiten. Dadurch kann ein automatisierter Abgleich der Messdaten mit den CAD-Daten erreicht und zu einer schnellen und effizienten Optimierung der Formwerkzeug-Herstellungs- und Linsenpress-Prozesse herangezogen werden. Dies wird durch eine wesentlich verbesserte Messgenauigkeit im Vergleich zu konventionellen 3D Messtechnologien erreicht.

Durch diese und zahlreiche weitere Technologieentwicklungen kommt das Production4µ Konsortium seinen Zielen näher, was durch die Realisierung von anspruchsvollen Glasoptiken (den sogenannten Demonstratoren des Projektes) aus den Bereichen Asphärische Linsen, Doppelseitige Linsenarrays und Asphärisch-diffraktive Linsen unter Beweis gestellt wird.
Bei näherem Interesse an Projekt, Partnern und Details zu den Ergebnissen und Technologien geben Spectaris oder das Fraunhofer IPT (sebastian.nollau@ipt.fraunhofer.de) gerne nähere Auskunft.