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Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge

ISBN: 978-3-86359-325-4

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Kurzübersicht

Kunststoffoptiken weisen ein enormes Anwendungsfeld auf. Wesentlicher Vorteil der
Kunststoffoptiken ist, dass sie mittels Spritzguss hergestellt werden können. Die
Formen für den Spritzguss werden direkt mit monokristallinen Diamantwerkzeugen
hergestellt.
Ziel der Arbeit war es, ein Grundverständnis zur Fertigung asphärischer monokristalliner
Diamantwerkzeuge zu erarbeiten. Dazu wurde die notwendige Maschinentechnik
betrachtet und die prozessseitigen Einfluss- und Störgrößen beleuchtet.

Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge

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Details

Kunststoffoptiken weisen in der heutigen Zeit ein enormes Anwendungsfeld auf, welches sich von Displays bis hin zu Raumbeleuchtungen erstreckt. Wesentlicher Vorteil der Kunststoffoptiken ist, dass sie mit Hilfe des Spritzgussverfahrens in großen Stückzahlen und damit sehr kostengünstig hergestellt werden können. Die Formen für den Kunststoffspritzguss werden zumeist direkt mit monokristallinen Diamantwerkzeugen über Drehen, Hobeln und Fly-Cutten hergestellt. Hierbei zeichnen sich monokristalline Diamantwerkzeuge durch hohe Formgenauigkeiten und höchste Schneidkantenschärfen aus, so dass sich hochpräzise Formen mit optischen Oberflächengüten mit diesen Werkzeugen direkt fertigen lassen. Um der steigenden Geometrievielfalt bei Kunststoffoptiken, und insbesondere den dort eingesetzten Mikrostrukturen gerecht zu werden, müssen die Diamantwerkzeuge diesen Anforderungen angepasst werden.

Um einen Beitrag zu dieser Aufgabenstellung zu leisten, war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, ein Grundverständnis zur Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge zu erarbeiten. Zum einen wurde dazu die notwendige Maschinentechnik betrachtet, zum anderen wurden prozessseitige Einfluss- und Störgrößen beleuchtet.

Die Recherche zum Stand der Technik hat klar herausgestellt, dass weder die Maschinentechnik zur Konturierung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge verfügbar ist, noch das entsprechende Prozessverständnis bisher näher erarbeitet wurde.

Basierend darauf wurden in dieser Arbeit Anforderungen an ein Maschinensystem zur Endbearbeitung monokristalliner Diamantwerkzeuge abgeleitet. Beispielsweise ist zur Bearbeitung von monokristallinem Diamant die Einstellung der Schnittrichtung zwingend notwendig, um die physikalischen Eigenschaften des Diamanten auf Grund seiner kristallinen Struktur zu berücksichtigen. Mit Hilfe einer systematischen Konzeptionierung wurde ein Maschinensystem mit sieben NC-Achsen zur Herstellung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge aufgebaut.

Den zweiten Teil dieser Arbeit zur Beantwortung der Forschungsfrage bildete die grundlegende systematische Untersuchung des Schleifprozesses zur Herstellung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge, welche schließlich zur Validierung gefertigt wurden. Für die Herstellung asphärischer Geometrien wurde eine entsprechende Prozessstrategie erarbeitet, und Optimierungen für die Werkzeugfertigung aufgezeigt. Abschließend wurden die Demonstratorwerkzeuge zur Zerspanung herangezogen.

Zusatzinformation

Autor Sobotka, Andreas
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-325-4
Gewicht 1 kg
Erscheinungsdatum 12.07.2015
Lieferzeit 3-4 Tage
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