Entwicklung technologisch fundierter Richtlinien zur effizienten Produktion der nächsten Generation von Glasoptiken (MNT-Guide4Diffractive)

Problemstellung:
Bisher wurden bei der Entwicklung von optischen Systemen komplex strukturierte Optiken aus Glas nicht berücksichtigt, auch die produktionstechnische Umsetzung zur Herstellung von diffraktiven optischen Elementen war begrenzt und teuer. Die Möglichkeiten des optischen Designs wurden nicht genutzt. Eine Richtlinie sollte einen ganzheitlichen Ansatz zur strategischen Produktplanung bieten, welche sowohl den Marktbedarf, die Designmöglichkeiten, als auch die technologischen Möglichkeiten und Grenzen der Herstellung aufzeigt.

Zielsetzung:
Mit Guide4Diffractive sollte die Voraussetzung geschaffen werden, mit Hilfe von technologisch fundierten Richtlinien die Effizienz und die Ausbeute in der Entwicklung und Herstellung optischer Systeme aus Glas zu maximieren und die Fertigung diffraktiver Glasoptiken zu ermöglichen. Als ressourcenschonendes, wirtschaftliches Fertigungsverfahren wurde das Präzisionsblankpressen gewählt, mit welchem zukünftig hohe Stückzahlen ermöglicht werden können.

Arbeitsplanung:
Es sollte zur Herstellung diffraktiver Glasoptiken der gesamte Produktentstehungszyklus betrachtet werden. Die Herstellung von Werkzeugen mit Strukturen im Mikrometerbereich sollte durch die ultrapäzise Schleif- und Diamantdrehbearbeitung erfolgen. Für die Herstellung von Werkzeugen mit binären Strukturen im Nanometerbereich sollten lithographische Verfahren zur Herstellung keramischer bzw. Hartmetall-Formeinsätzen entwickelt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden sodann in Richtlinien zusammengefasst.

Verwertung:
Jeder Prozessschritt entlang der Wertschöpfungskette wird durch KMUs repräsentiert, so dass insbesondere diese Unternehmen von den Entwicklungen profitieren. Mit dem technologischen Fokus auf der Fertigung von Optiken aus Glas mit Mikro- und Nanostrukturen wurde eine Technologie zu Herstellung neuer Generationen an optischen Komponenten evaluiert, welche für eine Vielzahl von neuen Anwendungen bereitgestellt werden kann, insbesondere auch durch die mögliche hohe Stückzahl in der Produktion. Dazu zählen Anwendungsfelder wie beispielsweise die mikrotechnische Bildverarbeitung und Sensorik in Digitalkameras oder im Automobilbau, Messsysteme in der Medizintechnik und Laserdioden zur Materialbearbeitung.

• Aixtooling GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• GD OPTICAL COMPETENCE GmbH
• Günter Effgen GmbH
• HoloEye Photonics AG
• Mössner GmbH