Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochpräzise Spiegel für tiefste Blicke ins Weltall

22.05.2014

Dank Simulations- und Steuerungstechnik von Siemens können Astronomen künftig noch tiefer ins Weltall blicken

Mit der Optikmaschine UPG 2000 CNC ist weltweit einmalig eine standardisierte Produktion von metergroßen und extrem präzisen Spiegelsegmenten für riesige Teleskope möglich, wie die aktuelle Ausgabe des Siemens-Forschungsmagazins Pictures of the Future berichtet.


Die UPG 2000 CNC ermöglicht höchste Präzision beim Schleifen, Läppen und Polieren von Astro-Optik. Die Spiegeloberflächen müssen auf wenige hundertstel Mikrometer genau gearbeitet sein. Um diese Präzision zu erreichen, finden sämtliche Arbeitsschritte in einer Maschine statt, so dass das Werkstück nicht verlegt und neu justiert werden muss.

Eine Sinumerik-CNC-Steuerung von Siemens realisiert die automatischen Iterationen von Schleifen, Polieren und Kontrollmessung mit hochgenauen Bewegungen der Werkzeuge und Messinstrumente. Die UPG 2000 CNC wurde von der OptoTech Optikmaschinen GmbH entwickelt. 

Mit der UPG 2000 CNC könnte ein absehbarer Engpass an großflächigen Teleskopspiegeln abgewendet werden, denn weltweit sind Riesenteleskope in Planung, die als Abnehmer in Frage kommen. Derzeit beträgt die Lieferzeit für die bis zu zwei Meter großen, sechseckigen Spiegelsegmente jedoch mehrere Jahre.

Damit die Teleskope wie geplant Signale aus 13 Milliarden Lichtjahren Entfernung registrieren können, brauchen sie nicht nur sehr große sondern auch extrem glatte Spiegel. Andernfalls werden die schwachen Lichtstrahlen zu stark gestreut und der Detektor kann sie vom Rauschen nicht unterscheiden.

Um sicherzustellen, dass die UPG 2000 Genauigkeiten von 30 Nanometern erreicht, haben die Mechatronikexperten von Siemens die Maschine zunächst virtuell konstruiert und getestet. Dabei setzten sie die PLM-Software NX als integrierte Software-Lösung ein.

Wichtige Größen wie auftretende Temperaturen und Schwingungen oder die nötige Steifigkeit bestimmter Maschinenteile konnten in den Simulationen genauestens erarbeitet werden.  Bei einer Modalanalyse wurden zum Beispiel Querschwingungen vorhergesagt, so dass vorbeugend der Granitsockel weiter verstärkt wurde. Die etwa fünf Meter hohe und breite Maschine bringt rund 80 Tonnen auf die Waage.

Das virtuell getestete, präzise Zusammenspiel von Siemens-Antrieben mit der Sinumerik-Steuerung ermöglicht entlang aller Bewegungsachsen eine auf wenige Mikrometer genaue und absolut synchrone Positionierung der Werkzeuge und Messinstrumente. Die Steuerungsparameter für alle Arbeitsschritte wurden am Modell erarbeitet und dann auf die Maschine übertragen. Diese Starteinstellungen vereinfachten die Inbetriebnahme der UPG 2000 erheblich. (2014.05.4)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern
20.06.2018 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen
19.06.2018 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorhersage von Kristallisationsprozessen soll bessere Kunststoff-Bauteile möglich machen

20.06.2018 | Materialwissenschaften

Agrophotovoltaik goes global: von Chile bis Vietnam

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

20.06.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics