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Asphärische Mythen Teil 2

08.01.2018 | Thema: Asphäre

Präzisions- und Produktionsmythen

Die Asphärenproduktion hat sich im Bereich der Fertigungs- und Vermessungstechnologie enorm weiterentwickelt. Dennoch ranken um diese besondere Form von Linsen viele Gerüchte, beispielsweise, dass Asphären sehr teuer sein müssen und nur mit CGHs vermessen werden können. Einigen dieser Mythen haben wir uns im vorhergehenden Beitrag bereits gewidmet und konnten sie widerlegen. Im Folgenden nehmen wir drei weitere Mythen rund um die Präzision und die Reproduzierbarkeit ins Visier.

Mythos 5:
Hochpräzise Oberflächen erreicht man nur bei Asphären mit geringer Abweichung von der Best-fit Sphäre!

Vermutlich lässt sich diese Behauptung mit der weit verbreiteten Annahme erklären, dass der erste Produktionsschritt in der Erzeugung der Best-fit Sphäre besteht.

Tatsächlich wird mit CNC-gesteuerten Verfahren zunächst durch Schleifen die Form der Asphäre gefertigt. Der nachgelagerte Polierprozess und das sich anschließende High-End-Finishing sorgen für die präzise Oberflächenform. Mit diesen Verfahren lassen sich selbst steile Asphären mit höchster Präzision fertigen. So ist beispielsweise bei Anstiegen von 42° ein RMSi von 6 nm realisierbar. Die Fertigung von Linsen mit bis zu 90° Anstieg ist aktuell mit einer Unregelmäßigkeit von 2 Ringen umsetzbar. In der Praxis entscheiden nicht zuletzt die Geometrie und die Härte des verwendeten Materials über die erreichbaren Parameter.

M5_Oberflächenformabweichung
Abb. 1: Linsenzeichnung und Interferogramm der Asphäre eines a|BeamExpanders mit maximalem Anstieg von 42°, mit einem gemessenen RMSi von 6 nm

Mythos 6:
Asphären sind nicht für die Serienproduktion geeignet!

Es existiert nach wie vor die Annahme, dass Asphären nur für Laboraufbauten, F&E-Projekte oder den Prototypenbau geeignet sind, der Einsatz in größeren Serien jedoch nicht wirtschaftlich ist.

Mit gegenwärtigen Fertigungs- und Vermessungstechnologien können Asphären jedoch stabil, mit reproduzierbaren Genauigkeiten, in Serie produziert werden.

Durch die Erhöhung der Losgröße verteilen sich die Rüstkosten, was zu geringeren Stückpreisen führt. Moderne Maschinensteuerung und fertigungsnahe Messtechnik führen zur Optimierung des Produktionsprozesses, wodurch die Ausbeute erhöht und die Produktionsdauer verringert werden kann.

Präzisionsasphären kommen, in großen Stückzahlen, in Bereichen wie Lasermaterialbearbeitung, Medizintechnik, Messtechnik und in der Bildverarbeitung bereits jetzt zum Einsatz.

Mythos 7:
Rauheiten von Sq=5
Å sind auf asphärischen Oberflächen nicht möglich!

Durch die vollflächige Bearbeitung von Planflächen und Sphären sind Rauheiten von wenigen Ångström keine Seltenheit mehr. Aufgrund der Geometrie der Asphäre kommt bei der Herstellung eine völlig andere Technologie zum Einsatz. Die so genannte Subaperturbearbeitung kann hochfrequente Mikrostrukturen auf der Linsenoberfläche hinterlassen. Diese sind der Grund dafür, dass es in der Vergangenheit kaum möglich war, anspruchsvolle Rauheitswerte, ähnlich denen von Planflächen und Sphären, zu erreichen.

Durch eine kontinuierliche Weiterentwicklung der hauseigenen Steuerungssoftware und moderne Technologien ist es möglich, den Fertigungsprozess so zu optimieren, dass, in Abhängigkeit von Linsengeometrie und Material, Rauheiten von Sq=5 Å erreicht werden können. Die asphericon Ångström-Politur unterstützt Anwender im UV- und Hochleistungslaserbereich mit der Vermeidung von Streulicht durch die Realisierung von geringsten Oberflächenrauheiten von 5 Å (Sq nach ISO 10110) auf nahezu allen asphärischen Oberflächen.

M7_Surface roughness
Abb. 2: Unterscheidung verschiedener Materialien nach Oberflächenrauheit

Es ranken noch weitere Mythen um Asphären, die man aus Ihrer Sicht wiederlegen kann? Schreiben Sie uns eine Nachricht per Mail und teilen sie uns weitere Mythen mit.