Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »FOSDIGUM«
Ressourcenschonende und innovative Produktion von optischen Systemen
Miniaturisierte leistungsfähige Optiken lassen sich in kleine und flexible Endoskope einsetzen und verbessern so die diagnostische und chirurgische Praxis. Die Fertigung von modernen optischen Systemen ist hochkomplex und erfordert eine ganzheitliche Betrachtung von Fertigungstoleranzen und Prozessschritten. Steigende Kundenanforderungen an die optischen Eigenschaften sowie der Trend zur Miniaturisierung führen dazu, dass die einzelnen Prozessschritte an ihre physikalischen und technischen Grenzen stoßen. Dadurch ist die Qualität der Optiken häufig begrenzt und es entsteht ein signifikanter Ausschuss. Durch die digitale Vernetzung der Einzelprozesse wird eine umfassende Optimierung des Produktionsprozesses erreicht, der es ermöglicht, optische Systeme effizient und mit konstant hoher Leistungsfähigkeit zu fertigen.
Das Ziel des Forschungsprojekts »FOSDIGUM« war es, eine digital und physikalisch vernetzte Produktionsumgebung zu entwickeln und so eine wirtschaftliche und ressourcenschonende Produktion von innovativen und leistungsgesteigerten optischen Systemen zu erreichen.
Gemeinsam mit den Kooperationspartnern erzielten wir im Rahmen des Projekts folgende Erfolge:
- Etablierung einer Datenschnittstelle zwischen ZEMAX und unserer FEM-Simulation, um die Verbindung zwischen Optikdesign und -fertigung zu schließen.
- Entwicklung eines Raytracing-Tools zur Verfolgung von Lichtdurchgang durch Linsen mit Brechungsindexgradienten.
- Schaffung eines Systems zur wellenfrontbasierten Charakterisierung und Automatisierung miniaturisierter Glaslinsen.
- Erweiterung unserer Ontologie für die umfassende Erfassung und Beschreibung nominaler und gemessener Parameterdaten optischer Komponenten, einschließlich Funktionsränder.
- Konzeption und Implementierung eines innovativen Ausrichtungs- und Montageverfahrens, das die Herstellung noch kleinerer optischer Systeme ermöglicht.
- Bewältigung der Herausforderungen in Bezug auf die Handhabung von Mikrokomponenten, sensorgesteuerte Ausrichtung und Klebeprozesse.
Die Ergebnisse des Projekts leisten wichtige Beiträge dazu, die Möglichkeiten und Effizienz in der Optikfertigung erheblich zu erweitern.
Projektkonsortium
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT (Koordination)
- AIXEMTEC GmbH (Deutschland)
- Hiottu Oy (Finnland)
- INGENERIC GmbH (Deutschland)
- KARL STORZ SE & Co. KG (Deutschland)
- NomiCam Oy (Finnland)
- Photonics Hub GmbH (Deutschland)
- Senop OY (Finnland)
- VTT Oy (Finnland)
Fördergeber
Das Forschungsprojekt »FOSDIGUM« wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme »Internationalisierung von Spitzenclustern, Zukunftsprojekten und vergleichbaren Netzwerken« gefördert.