Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Smarte Produktion optischer Komponenten



Projektstatus: abgeschlossen

Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung und Integration innovativer Technologien zur wirtschaftlichen Herstellung von optischen Komponenten aus Gläsern bei kleinen bis mittleren Stückzahlen. Es soll hierbei an zwei entscheidenden Stellen des Herstellungsprozesses mikrooptischer Systeme der Herstellungsaufwand drastisch verringert und die Qualität deutlich gesteigert werden. Der erste Ansatz basiert auf der Revolution des Schleif- und Polierprozesses von Mikrolinsen, -arrays und -prismen, in dem durch eine stoffschlüssige Spanntechnik Einkleben der optischen Komponenten in endgefertigte .Spannrahmen. eine zweiseitige Zugänglichkeit ohne Umspannen bei der Bearbeitung ermöglicht wird und durch diese stoffschlüssige Spanntechnik auch eine Justage bei der Montage stark vereinfacht wird oder sogar entfallen kann. Der zweite Ansatz betrifft die Montage der Linsen, Linsenarrays und Prismen zu optischen Komponenten mit Hilfe einer intelligenten Klebtechnik Hybridkleben durch Verwendung von zwei Klebstoffsystemen, die eine sehr schnelle Fixierung erlaubt und zusätzlich noch den Einsatz von Klebstoffsystemen ermöglicht, die an extreme Einsatzbedingungen angepasst sind. Für den ersten Ansatz soll ein Handlingsystem für die mikrooptischen Komponenten entwickelt werden, das über eine Wendevorrichtung verfügt und mit dem ein sehr präzises Umspannen ermöglicht wird. Für die konsequente Umsetzung beider Ansätze in einem Desktop- Factory-System mit einzelnen autarken Prozesseinheiten soll eine kompakte Bearbeitungszelle mit Werkzeugwechselsystem und ein Handlingsystem für die Smarte Montage mikrooptischer Systeme entwickelt werden. Neben den beiden Hauptansätzen ist ein weiteres Ziel die Weiterentwicklung und Anpassung einer nanoporösen Antireflexbeschichtung für die mikrooptischen Komponenten. Diese nanoporösen Antireflexbeschichtungen bieten die Möglichkeit, mit einem .kalten. Prozess Schichten auf Mikrooptiken aufzubringen, die in ihren Eigenschaften dem Stand der Technik deutlich überlegen sind, keine thermischen Belastungen der Komponenten hervorrufen und zudem kostengünstiger aufzubringen sind. Um diese innovativen Beschichtungen einsetzen zu können, müssen die Beschichtungsprozesse ausgelegt, auf die spezifischen geometrischen Anforderungen der mikrooptischen Systeme angepasst und die Haltbarkeit der Schichten insbesondere bei erhöhten Leistungsdichten untersucht werden. Um die beschriebenen Ziele zu erreichen haben sich in diesem Verbundprojekt sechs Konsortialpartner und drei assoziierte Partner zusammengeschlossen. Sie bilden gemeinsam die gesamte Prozesskette angefangen von dem Design der optischen Komponenten. Durch die innovativen Ansätze werden für jede Produktionsphase Technologien, deren Umsetzung in verketteten Desktop-Factory-Modulen stattfindet, zur Verfügung gestellt. Der Einsatz von Spannrahmen während der gesamten Produktion mikrooptischer Komponenten und die Integration der einzelnen Module zu einer modularen Prozesskette führen zu einer Erhöhung der Flexibilität und Senkung der Produktionskosten. Die Verwertung der Projektergebnisse erfolgt durch alle neun Partner gleichermaßen. Die Projektergebnisse werden bis auf die Hochschulinstitute eine nach dem Projekt erfolgende direkte Umsetzung in die jeweiligen Produktportfolien finden. Die Projektergebnisse können aber auch über die direkten Anwendungen der Partner hinaus zu einer deutlichen Umsetzung gelangen, da bei entsprechender Marktrelevanz in Form von zwei zu gründenden Start-Up Unternehmen die Fertigung von Spannrahmen und die Beschichtung von Mikrooptiken mit den nanoporösen Antireflexschichten eine Produktübergreifende Umsetzung erfolgen soll.


Letztes Update: 07.05.2010