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 PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

nachricht Ein Herz aus Spinnenseide
11.08.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie