Mikrostrukturierung von Freiformflächen

Das vom Forschungszentrum Karlsruhe betreute Projekt Eranet-Opticalstruct hat das Ziel, eine geschlossene Prozesskette für die Fertigung komplexer hybrider, refrakto-diffraktiver Optikkomponenten zu entwickeln, das alle Bereiche vom Optikdesign bis zum finalen Produkt umfasst. Dieser Beitrag behandelt die Anpassung der Maschinentechnik an die Anforderungen für die Mikrostrukturierung von Freiformflächen sowie die Optimierung des Fertigungsprozesses zur Herstellung von Mikrostrukturen. Ein hybrides Achssystem, bestehend aus einem kurzhubigen FTS-System (Fast-Tool-Servo) und einer langhubigen dynamischen Achse (Slow Tool) wird dazu in eine Ultrapräzisionsdrehmaschine integriert. Verbleibende Maschinenungenauigkeiten werden mittels geeigneter Sensorik online kompensiert. Die Fertigung von Strukturgrößen im einstelligen Mikrometerbereich erfordert besonders homogene und reine Werkstoffe. Nickelbeschichtungen erwiesen sich als besonders geeignet, machen aber weitere Bearbeitungs- und Beschichtungsversuche notwendig. Für gratfreie Mikrostrukturen sind die Prozessparameter sensibel auf die Nutgeometrie und die Werkstoffeigenschaften abzustimmen. Beste Ergebnisse sind mit geringen Schnitttiefen (1,5 Mikrometer bei V-Nuten in OFHC-Kupfer) erzielt worden, allerdings mit erheblich verlängerter Bearbeitungszeit. Entnommen aus <a_href="http://www.fiz-technik.de/db/b_tema.htm" target="_blank">TEMA</a>