Bearbeitung von Ultraleichtgewichtsspiegeln aus Hochleistungskeramik durch Laserablation

Für die optische Kommunikation zwischen Satelliten werden afokale Teleskope auf Basis von Off-Axis-Asphären (OAA) eingesetzt. Neben der Formgenauigkeit der optischen Oberflächen sind die thermische und mechanische Stabilität der verwendeten Werkstoffe leistungsbestimmend. Hochleistungskeramiken eignen sich hervorragend für Satellitenanwendungen, sie stellen jedoch besondere Anforderungen an die Fertigungstechnik zur formgebenden Bearbeitung. Bei der spanenden Bearbeitung durch Schleifen treten hohe Bearbeitungskräfte auf, die den Einsatz hochgenauer und hochsteifer Werkzeugmaschinen sowie hochverschleißbeständiger Werkzeuge notwendig machen. Beim Abtragen von Hochleistungskeramik durch Laserablation treten weder relevante Bearbeitungskräfte noch Werkzeugverschleiß auf. Die erreichbare Formgenauigkeit hängt indes maßgeblich von der Auflösung der gemessenen Oberflächenform vor der Bearbeitung, von der Art der Laserquelle und von der materialspezifischen Abtragsschwelle für den verwendeten Laser ab. Im Rahmen des Vortrags werden am Beispiel der Fertigung einer OAA aus Siliziumkarbid die Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, Prozessparametern und Arbeitsergebnis demonstriert.