iTool - innovative Diamantwerkzeuge für den optischen Werkzeug- und Formenbau

Übergeordnetes Ziel des Projekts ist die erstmalige Bereitstellung speziell auf den Anwendungsfall abgestimmter Diamantwerkzeuge zur Herstellung asphärischer, diffraktiver oder mikrostrukturierter Ultrapräzisionsoptiken, um bestehende Limitationen in der Auslegung von Optiken zu überwinden und höchste Abbildungsqualitäten an den Bauelementen zu erzielen. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens soll daher eine Diamantbearbeitungsmaschine und die zugehörige Messtechnik entwickelt werden, mit welcher die Herstellung von hochpräzisen, monokristallinen Diamantwerkzeugen mit frei konturierten Schneidengeometrien ermöglicht wird. Die neuen geometrischen Freiheitsgrade lassen weitere Innovationen im Bereich der medizinischen und technischen Optik zu. Da monokristalliner Diamant anisotrope Werkstoffeigenschaften aufweist, muss ein Maschinensystem entwickelt werden, durch welches hochstpräzise und gegenüber konventionellen Diamantbearbeitungsmaschinen zusätzliche Freiheitsgrade bei der Bearbeitung realisiert werden können. Mit diesem Maschinensystem können Diamantwerkzeuge in der geforderten geometrischen Komplexität und Genauigkeit hergestellt werden Davon abgeleitet werden im Projekt folgende Teilziele angestrebt. Es wird ein 6-achsiges Maschinensystem entwickelt, das durch luftgelagerte, genauigkeitsoptimierte Ultrapräzisionsachsen die hohe geforderte Positioniergenauigkeit und Flexibilität erreicht. Weiterhin soll die Diamantbearbeitung durch eine hybride Prozessführung, einer kombinierten weg- und kraftgeregelten Konturierung der Werkzeugschneide, reproduzierbar und vom Bediener unabhängig realisiert werden. Mithilfe des im Projekt angestrebten Messsystems, durch das die gesamte Werkzeugschneide erfasst werden kann und kleinste Ausbruche und Wenigkeiten an der Schneide in höchster Auflosung detektiert werden können, soll schon während des Bearbeitungsprozesses die Qualität des Diamantwerkzeugs überprüft werden.