Kunststoffe in der Optik Transparente Polymere für präzise optische Systeme

Kunststoffe in optischen Systemen gewinnen technisch und wirtschaftlich zunehmend an Bedeutung. Doch um die geforderte Bauteilpräzision zu erreichen, muss der Herstellungsprozess punktgenau ausgelegt werden.

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

VDI Wissensforum GmbH

Wenn es um optische Kunststoffe geht, dann ist die Palette der Anwendungen breit. So reicht das Portfolio von Gleitsichtbrillen-Gläsern, komplexen Linsenoptiken für LED-Lichtquellen, Fresnel- und Sekundärlinsen für konzentrierende Photovoltaik über großflächige, strukturierte Elemente zur Lichtlenkung und -verteilung in Raumleuchten bis hin zu Retroreflektoren für die Sicherheitstechnik und den Straßenverkehr. Auch Medizinprodukte für die Analytik, Diagnostik und Biotechnologie, die teilweise mit mikrostrukturierten und funktionalisierten Oberflächen versehen sind, werden zunehmend aus transparenten Kunststoffen hergestellt. Ein weiteres großes Anwendungsgebiet sind Mikrolinsen und Mikrolinsen-Arrays für optische Detektoren und Kameras sowie Linsen und strukturierte transparente Abdeckungen von Fahrzeugscheinwerfern.

Ultra-Präzisionszerspanung steigert die Qualität

Um die für die Bauteile erforderliche Präzision und Oberflächengüte zu erreichen, sind im Herstellprozess viele Herausforderungen zu meistern. Dr. Klaus Baier ist Leiter Forschung und Entwicklung bei der Kugler GmbH in Salem. Seit 1983 stellt das Unternehmen hochpräzise luftgelagerte und hydrostatisch gelagerte Präzisionsmaschinen her. Baier weiß, welche Fertigungsverfahren für die Herstellung optischer Bauteile geeignet sind. Auf der 5. VDI-Fachkonferenz „Kunststoffe in optischen Systemen“, die am 6. und 7. Oktober in Karlsruhe stattfindet, wird er Verfahren zur Ultrapräzisionsbearbeitung optischer Elemente mit Diamantwerkzeugen vorstellen und darauf eingehen, welche Werkstoffe dafür eingesetzt werden können. Außerdem wird er die Mikrostrukturierung optischer Flächen, die Direktbearbeitung von Kunststoffen sowie die ultraschallunterstützte Diamantzerspanung von Stahl anhand von verschiedenen Beispielen erläutern.

„Spritzgießen, Spritzprägen und Prägen sind wirtschaftlich effiziente, ressourcensparende Fertigungsverfahren auch für optische Elemente, die in großen Stückzahlen in Produkten für den Massenmarkt eingesetzt werden. Diese replikativen, abformenden Fertigungsverfahren benötigen hochpräzise Formeinsätze, deren Oberfläche in den Funktionszonen der abgeformten Optiken ebenfalls optische Qualität aufweisen muss“, unterstreicht Entwicklungsleiter Baier die Bedeutung der präzisen Bearbeitung der Kunststoffe. „Die Verfahren der Ultrapräzisionszerspanung sind dabei geeignet zur Fertigung optischer Formeinsätze aus Metallen, insbesondere Stahlwerkstoffen, und ebenso zur Direktbearbeitung fester optischer Kunststoffe zur Herstellung optischer Elemente als Prototypen oder in Kleinserien“, so Baier weiter.

(ID:43523840)