Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Deutsch-russische Kooperation verbessert die Herstellung von Hochleistungsoptiken

19.02.2013
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

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipt.fraunhofer.de
http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20130218ceramics4optics.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Vollautomatisierte Herstellung von CAD/CAM-Blöcken für kostengünstigen, hochwertigen Zahnersatz
16.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise