Herstellung optischer Freiformbauteile – Vorstellung einer neuartigen Prozesskette zur Fertigung und Herausforderungen bei der Oberflächenmessung

Im Zuge der Entwicklung neuer optischer Systeme, die immer kompakter und leistungsstärker werden sollen, erlangen Freiformen und monolithische Glasbauteile zunehmende Bedeutung. So können spezifisch designte Freiformoberflächen mehrere sphärische Oberflächen ersetzen, was leichte und platzsparende Systeme ermöglicht. Eine größere Verbreitung entsprechender Optiken wird aktuell vor allem dadurch begrenzt, dass sowohl Fertigung als auch Messung solcher Bauteile mit neuen Herausforderungen verbunden sind. Insbesondere spezielle komplexe Bauteile in kleinen Losgrößen bedürfen effizienterer und flexiblerer Verfahren, verglichen mit konventioneller Fertigungstechnologie und Messtechnik. Es wird eine neue Prozesskette vorgestellt die dies ermöglichen soll. In einem 5-Achs-CNC-Prozess wird durch ultraschallunterstütztes Schleifen die gewünschte Bauteilgeometrie erzeugt. Die nötige Oberflächenglättung zur Erzielung optischer Oberflächen erfolgt in einem Ultra-Feinstschleifprozess und durch die Anwendung eines CO2-Laserpolierprozesses. Um die Schwierigkeiten bei der Messung von Freiformen zu überwinden werden verschiedene taktile und optische Verfahren erprobt und geometrieseitig angepasst.