Aktuelle Projekte

Derzeit arbeitet das Labor Optical Engineering am Institut für Präzisionsbearbeitung und Hochfrequenztechnik an folgenden Projekten:

DFG - Zerspanung von Hochleistungswerkstoffen

Zerspanung von Hochleistungswerkstoffen mit ultrasonisch modulierter Schnittgeschwindigkeit

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Laufzeit: 01.11.2018 – 31.03.2021

Beteiligt: Sebastian Sitzberger, N.N.

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Partner: Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München

Ziel: Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht darin, einen grundlegenden Erkenntnisgewinn für das US-unterstützte Fräsen und Schleifen mit ultrasonisch modulierter Schnittgeschwindigkeit zu erarbeiten. Dazu werden die Prozesse mit einer US-Schwingung in Schnittrichtung beaufschlagt, welche eine Verringerung der Zerspankräfte, eine Erhöhung der Werkzeugstandzeiten sowie eine Verbesserung der Werkstückqualität bewirken soll. Anhand der eigenen Vorarbeiten und des Standes der Forschung wurde bereits gezeigt, dass sich die genannten Effekte beim Fräsen und Schleifen zum Teil bereits bei einer Schwingungsanregung axial zum Werkstück, d.h. senkrecht zur Schnittrichtung, einstellen. Eine weitere Verbesserung der Prozessergebnisse soll erreicht werden, indem den Prozessen zusätzlich ein Schwingungsanteil in Schnittrichtung überlagert wird und somit die Schnittgeschwindigkeit hochfrequent moduliert wird.

DUV-LAS

Polierprozess für KBBF

Laufzeit: 01.11.2018 - 31.10.2020

Leiter: Prof. Dr. Christine Wünsche

Beteiligt: NN, Egon Goldmann, Jessica Stelzl

Fördergeber: ZIM

Ziel: Mit KBBF wurde in China ein optischer Kristall entwickelt, der zur Erzeugung von Laserlicht im DUV geeignet ist. Im Rahmen diese Projektes soll auf dem Rohkristall eine optische Komponente entwickelt werden. Dazu werden ein Polierprozess, ein Prozess zur optischen Kopplung und ein Aufnahme der optischen Komponente entwickelt und in einem Teststand auf Leistungsfähigkeit überprüft.

EmmaV

Entstehungsmechanismen mittelfrequenter Fehler und deren aktive Vermeidung

Laufzeit: 01.01.2017 - 30.06.2019

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Dr. Olga Kukso, Horst Linthe

Fördergeber: BMWi; gefördert über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Partner:◾ asphericon GmbH ◾Berliner Glas KGaA ◾Carl Zeiss Jena GmbH ◾Carl Zeiss SMT GmbH ◾FISBA OPTIK AG ◾JENOPTIK Optical Systems GmbH ◾Leica Camera AG ◾Leica Microsystems GmbH ◾Opteg GmbH ◾OptoTech Optikmaschinen GmbH ◾POG Präzisionsoptik Gera GmbH ◾Qioptiq Photonics GmbH & Co. KG ◾Satisloh AG

Ziele: Ziele des Projektvorhabens EmmaV sind die systematische Beschreibung von MSFE, sowie deren aktive Vermeidung. Dazu werden die Erscheinungsformen dieser Fehler analysiert und ihre Ursachen im Fertigungsdurchlauf identifiziert.

Weitere Forschungsstelle: Hochschule Aalen, Fakultät Optik und Mechatronik, Zentrum für Optische Technologien ZOT

HyoptO

Hybridfertigung optischer Oberflächen

Laufzeit: 01.11.2018 - 31.10.2020

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Christian Trum, NN, Majid Salimi

Partner: Fraunhofer ILT

Ziele: Durch die Verknüpfung konventioneller Schleif- und Polierverfahren mit dem Laserpolierverfahren zur Herstellung von Glasoptiken, können die Bearbeitungszeiten und -kosten optischer Komponenten unter Einhaltung der Qualitätsanfor-derungen deutlich reduziert werden. Dabei können die Vorteile der Laserpolitur (kurze Bearbeitungszeit, Beseitigung von SSDs) genutzt und die Nachteile der Laserpolitur (unzureichende Glättung mittelfrequenter Rauheiten, Formfehler) durch eine anschließende konventionelle Korrekturpolitur kompensiert werden..

NePUMuk

Forschungsschwerpunkt: Industrie 4.0

Laufzeit: 01.03.2016 - 28.02.2019

Leiter: Prof. Dr. Werner Bogner, Prof. Dr. Stefan Zorn

Beteiligt: Siegfried Hildebrand, Johannes Jakob, Franz Röhrl

Fördergeber: Freistaat Bayern - FuE Förderprogramm "Elektronische Systeme"

Partner: Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, Werk Teisnach

Ziel: Durch die Erforschung und Verbesserung der Genauigkeit von Fertigungsprozessen soll die Technologie prozesssicher und kostengünstig für Hochfrequenzanwendungen bis 80 GHz erschlossen werden.

NePUMuk

OpTec4.0

Methodik und Plattform zur Auswahl und Kombination Optischer Technologien zur Fertigung hochgenauer Systeme unter den Gesichtspunkten von Industrie 4.0

gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit: 01.08.2017 - 31.07.2021

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Sebastian Sitzberger

Partner:

1. Ernst-Abbe-Hochschule Jena (Konsortialführer) Fachgebiet „Fertigungstechnik und Fertigungsautomatisierung“ im Fachbereich SciTec

2. Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft Zentrum für Optische Technologien

Ziel: Zu erwarten ist eine Plattform für Optische Technologien 4.0, die modellbasiert die
Vernetzung der verschiedenen innovativen Technologien verfolgt und eine Art Open
Innovation Ansatz bildet. Modellbasiert können verschiedene neuartige Technologien
kombiniert und an realen Subsystemen und Demonstratoren getestet werden. Damit
können aus Anfragen einzelner Partnerfirmen und Anfragen aus den Netzwerken neue
Produkte entstehen. Die Anwendung von Prinzipien des Open Innovation Ansatzes ist
durch die Einbeziehung der Innovationsnetzte photonicsBW, bayern photonics und
optonet möglich. Im Ergebnis werden sich fünf Forschungsgruppen etabliert haben, die
national und international neue Forschungsergebnisse erarbeiten und präsentieren.

Projekthomepage: Klick

PaGAnIni

PCBs mit additiver Fertigungstechnologie für 5G-und Millimeterwellen-Anwendungen mit hoher Integrationsdichte

Laufzeit: 15.08.2018 - 14.08.2021

Leiter: Prof. Dr. Werner Bogner, Prof. Dr. Stefan Zorn

Beteiligt: Andreas Scharl, Felix Sepaintner

Fördergeber: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Energie und Technologie

Ziel und Motivation: Der rapide steigende Bedarf an Leiterplatten und Modulen für 5G- und Millimeterwellenanwendungen (wie z.B. Radare für Sensorik und IoT) erfordert eine kosteneffiziente Volumenfertigung von Schaltungsträgern, welche im 5G- und Millimeterwellenspektrum bis 90GHz reichen. Die Keramiktechnologie wird dabei kosten- und volumentechnisch an ihre Grenzen stoßen, während die Leiterplattentechnologie technologisch an ihre Grenzen stößt. Es wird daher an einer Leiterplattentechnologie für Höchstfrequenzanwendungen geforscht, die subtraktive und additive Verfahren kombiniert und eine mikrogalvanische Lotabscheidung erlaubt.

PrIO (EFRE)

Prozessinnovation und Industrie 4.0 in der KMU - Optikfertigung

Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Laufzeit: 01.02.2018 - 31.01.2022

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Benisch, Sperl, Haberl, Killinger

Ziel: PrIO bietet eine Unterstützung für KMUs im Aufbau der Fertigung durch angewandte Methodik und umsetzbare, abgesicherte Technologieentwicklung. Aus PrIO heraus sollen im Netzwerk über das Vorhasenende hinaus laufende Industrieprojekte akquiriert und damit die Nachhaltigkeit sichergestellt werden.

Das übergeordnete Ziel des Projekts ist für die Netzwerkpartner innovative Ansätze zu einer gesamtheitlichen Optimierung der iterativ aufeinander folgenden, schon durch ein Design festgelegte Prozessschritte aufzuzeigen. Diese Ansätze sollen im gemeinsamen F&E-Vorhaben oder individuell mit den Unternehmen der Glasbearbeitung (und darüber hinaus) umgesetzt werden.

setUP

Fertigung von Quarzglas-Optiken mittels Selective Laser Etching auf Ultrapräzisions-Drehmaschinen

Laufzeit: 01.06.2018 - 31.05.2021

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Simon Killinger

Fördergeber: BMBF

Projektträger: VDI Technologiezentrum GmbH

Partner

Forschungseinrichtung: Fraunhofer ILT
Unternehmen: Innolite GmbH, LightFab GmbH
Assoziierte Partner: asphericon GmbH, Berliner Glas KGaA, Herbert Kubatz GmbH & Co. KG

Motivation: Die mittels SLE gefertigten Oberflächen weisen aufgrund des Ätzprozesses eine Rauheit von Sa = 300 - 500 nm (Rz = 1-2 µm) auf. Diese Rauheiten sind weder für Beleuchtungsoptiken noch für Abbildungsoptiken ausreichend. Daher muss für optische Anwendungen zwingend eine abschließende Politur der SLE-Oberflächen erfolgen.

Ziele: Mit konventionellen Politurschritten ist nach heutigem Stand der Technik iterativ die optisch geforderte Qualität in der Regel herstellbar. Es sind bei SLE-vorgefertigten Flächen dazu insbesondere folgende Problemstellungen zu lösen:

Bildung einer geeigneten, wirtschaftlichen Polierschrittabstufung, ggf. auch unter Einbezug des Laserpolierens.
Vermeidung der Bildung von Strukturen und mittelfrequenten Fehlern auf der Fläche
Vermeidung von Ausrichtungsfehlern im Durchlauf durch die Polier- und Messprozesse

Ohne eine erfolgreiche, wirtschaftliche Nachbearbeitung der durch SLE vorgefertigten Flächen sind diese in der abbildenden Optik nicht nutzbar. Das Teilvorhaben ist daher für das Gesamtverbundprojekt unverzichtbar um eine auf SLE-Technologie basierende Fertigungskette Optik industriell zu etablieren.

SILA

Surface effects In optical LAyers

Laufzeit: 01.02.2018 - 31.01.2021

Leiter: Prof. Dr. Christine Wünsche

Beteiligt: Emilio Zambrano

Fördergeber: Bayerische Forschungsstiftung

Ziel: Das Ziel dieses Projekts ist es, die Vorgänge während des Beschichtungsvorgangs zu beschreiben und insbesondere die Wechselwirkungen beim Übergang von der Glasoberfläche zur Beschichtung während des Fertigungsprozesses zu verstehen. In der Grenzschicht zum Substrat treffen die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Grundglases mit ihren Modifikationen in oberflächennahen Bereichen und die Eigenschaften der Schichten zusammen. Die Eigenschaften der Grenzschicht sind damit abhängig von der mechanischen Fertigung und Reinigung der Glasoberfläche, und von den Energieeinträgen des Beschichtungsmaterials während der Beschichtung.

TWI-Stitch

Laufzeit: 01.09.2016 - 31.08.2018

Leiter: Prof. Dr. Rolf Rascher

Beteiligt: Alexander Haberl

Ziel: Kombination von Subaperturen zur hochgenauen Vermessung asphärischer Flächen unter Verwendung eines speziell angepassten Tilted Wave Interferometers.

WFM-MU

Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2020

Leiter: Prof. Dr. Gerald Fütterer

Beteiligt: Andreas Sperl

Fördergeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst

Motivation: Geschliffene und feingeschliffene Optiken werden vor dem Polieren taktil gemessen. Flächig, d.h. z.B. mit einem Interferometer, ist dies derzeit nicht möglich. Die absolute Messunsicherheit taktiler Messungen liegt im μm-Bereich, auch wenn geringere Auflösungen angegeben werden. Das Abtasten benötigt je nach Punktdickte auch schon mal 30 min. Die Daten werden für die anschließende Korrektur-Politur verwendet. Bei Einer Genauigkeit der Form von 0,01 μm sind mehrere Iterationen üblich.

Ziel: Ziel des Projektes ist es, mehrere wichtige Messprobleme der Präzisions-Optik-Fertigung zu lösen. Dazu soll ein Messkonzept in eine Messmethode und in ein Messsystem überführt werden. Das Messsystem soll in der Lage sein, asphärische Optiken und Freiform-Optiken zu messen. Darüber hinaus soll dies im geschliffenen und fein-geschliffenen Zustand möglich sein. Die Mess-Zeit und die Mess-Unsicherheit bestehender taktiler Systeme sollen erheblich reduziert werden.

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