idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Optiken aus Siliziumcarbid sollen in Zukunft die Aufgaben von Spiegeln aus Metall und Glaskeramik in Lasern zur Materialbearbeitung, in der Halbleiter- oder Messtechnik sowie in Weltraumsatelliten übernehmen. Doch noch ist die Bearbeitung der optischen Elemente sehr zeitaufwändig und teuer. Ziel des deutsch-russischen Forschungsprojekts »Ceramics4Optics« ist es deshalb, gemeinsam neue keramische Verbundwerkstoffe und dazu passende Fertigungsverfahren zu entwickeln, mit denen sich die hochgenauen Optiken schneller, kostengünstiger und mit noch besseren optischen Eigenschaften herstellen lassen.
Bereits heute können zwei Varianten von Siliziumcarbid-Keramik zu optischen Bauteilen verarbeitet werden: eine gesinterte, aber sehr schwer zu bearbeitende Keramik und ein kohlenstofffaserverstärktes Verbundmaterial. Beide müssen jedoch aufwändig beschichtet werden, um die geforderte optische Oberflächenqualität und Formgenauigkeit zu erzielen.
Das russische Center for Technology Transfer Ltd (CTT) entwickelt deshalb im Projekt Ceramics4Optics einen neuen Siliziumcarbid-Werkstoff, bei dem das kostspielige Beschichten vor dem Endpolieren der Optik entfallen kann. Die neue Keramik enthält eingelagerte Diamantpartikel in einer Siliziumcarbid-Matrix und weist dadurch im Vergleich zu anderen Siliziumkarbid-Varianten eine höhere Steifigkeit und Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig geringerer Wärmeausdehnung auf.
Aufgabe des Aachener Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT und der Opteg GmbH aus Leipzig ist es im Projekt, die optimalen Übergabepunkte zwischen den Einzeltechnologien des Schleifens, Vorpolierens und Ionenstrahlpolierens zu definieren. Bearbeitungsparameter, Abrasivstoffe und Werkzeuge für das neue Verbundmaterial müssen ermittelt und präzise aufeinander abgestimmt werden. So soll auch ohne vorangegangene Beschichtung im abschließenden Polierprozess ein gleichmäßiger Abtrag erzielt und eine optische Oberflächengüte unter 2 nm Rq erreicht werden.
Schwerpunkt des Fraunhofer IPT liegt dabei auf den Schleif- und Polierprozessen für die Hart- und Feinbearbeitung. In kontrollierten Bearbeitungsversuchen auf mehrachsigen Poliermaschinen werden etwa die Auswirkungen verschiedener Poliersuspensionen sowie geeignete Werkzeuge und Schleifparameter ermittelt.
Aufgabe der Opteg GmbH sind Untersuchungen zum Ionenstrahlpolieren als Endschritt der Polierbearbeitung, um das Verfahren an den neuen Verbundwerkstoff anzupassen. Die Wahl geeigneter Prozessparameter soll dann die Oberflächenrauheit bis hinunter auf 1 nm Rms gezielt beeinflussen.
Ceramics4Optics: Deutsch-russischer Wissenstransfer
Das Projekt Ceramics4Optics wird im deutsch-russischen Förderwettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und des Russischen Fonds für die Unterstützung kleiner innovativer Unternehmen (FASIE) gefördert. Diese Form der internationalen Zusammenarbeit ist bislang einzigartig in ihrem Fachbereich und eröffnet den deutschen Projektpartnern einen guten Zugang zum osteuropäischen und besonders zum russischen Markt. Beide Seiten profitieren durch den Austausch von Wissen und erweitern damit ihre Expertise im Hinblick auf Effizienz und Materialspektrum.
Partner im Projekt Ceramics4Optics
Die Opteg GmbH aus Leipzig ist einerseits auf die Fertigung optischer Low-coherence-Interferometer und Photospektrometer spezialisiert, andererseits ist sie im Sondermaschinenbau durch innovative Lösungen für produktionstaugliche Komplettsysteme für das Ion Beam Figuring eine weltweit bekannte Adresse. Diese Maschinen dienen der nanometergenauen Endbearbeitung von Hochleistungsoptiken.
Das russische Center for Technology Transfer Ltd (CTT) aus Sankt Petersburg ist ein kleines innovatives Unternehmen, das opto-elektronische Systeme für verschiedene Anwendungen entwickelt und fertigt. Außerdem entwickelte es einen neuen Typ eines optischen Systems für den Einsatz im Weltraum, zu dessen Konstruktion Komponenten aus Siliziumkarbid genutzt wurden.
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen erarbeitet Systemlösungen für produzierende Unternehmen. Die Schwerpunkte sind dabei die Neu- und Weiterentwicklung von Fertigungsverfahren, -messtechnik sowie entsprechender Anlagenkonzepte.
Kontakt
Dipl.-Phys. Julia Dukwen
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-719
julia.dukwen@ipt.fraunhofer.de
www.ipt.fraunhofer.de
Diese Pressemitteilung finden Sie auch im Internet unter www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20130218ceramics4optics.html
http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20130218ceramics4optic...
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Materials sciences, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Cooperation agreements, Research projects
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
