Im Rahmen des IGF-Projekts "Hybridfertigung optischer Oberflächen" (HyoptO; 20308 N) des Instituts für Präzisionsbearbeitung und Hochfrequenztechnik der Technischen Hochschule Deggendorf und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT Aachen, für das die Forschungsvereinigung F.O.M. Fördermittel eingeworben hat, sollte eine hybride Prozesskette entwickelt werden, um unter Ausnutzung der Vorteile der konventionellen Fertigungsschritte und der Laserpoitur die geforderten Qualitäten optischer Oberflächen in deutlich verkürzten Bearbeitungszeiten zu erreichen. Das Projekt wurde im April 2021 erfolgreich abgeschlossen.
Den Wissenschaftlern ist es gelungen, eine Hybrid-Prozesskette, bestehend aus (1) mechanischem Schleifen, (2) Laserpolieren und (3) mechanischer Korrekturpolitur, für die Fertigung von Optiken zu entwickeln. Mit der Laserpolitur konnten die beim Schleifen von Glas entstehenden Oberflächenfehler (SSD) zuverlässig ausgeheilt und die Rauheit der Flächen gleichzeitig deutlich reduziert werden. Auch wenn die beim Schleifen entstandenen mittelfrequenten Oberflächenfehler (MSFE) auf Quarzglas mithilfe der Laserpolitur nicht vollständig geglättet werden konnten, konnte für andere Glassorten (z. B. N-BK7, N-SF6) ein Prozessfenster identifiziert werden, in dem MSFE während der Laserpolitur vollständig geglättet werden. Ein möglicher Formverzug der Bauteile durch die Wärmeeinwirkung während des Laserpolierens liegt für Quarzglas in der Größenordnung des Fehlers nach dem Schleifen. Für andere Glassorten, bei denen ein viel größerer Formfehler entsteht, kann der Formfehler durch optimierte Schleifparameter vorgehalten werden.
Die Hybrid-Prozesskette kann momentan konventionelle Fertigungstechniken für Planflächen oder Sphären nicht ersetzen. Bei der Fertigung von Asphären oder Freiformflächen ergibt sich jedoch ein wirtschaftlicher Vorteil, der mit zunehmender Optikgröße, Komplexität der Geometrie und Individualisierung wächst. Durch weitere Entwicklungen, z. B. bei der Reduktion von MSFE in Quarzglas vor und nach der Laserpolitur, kann der wirtschaftliche Vorteil des Hybrid-Prozesses weiter gesteigert werden.
Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Weitere Informationen zum Projekt und zu den Ergebnissen finden Sie auf der Projektseite und in der Erfolgsnote.