Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »SKALIR«
Systeme mit Infrarotoptiken finden heute immer öfter Verbreitung in industrieller Sensorik, Bau-Thermographie, Bewegungsmeldern oder auch Fahrerassistenzsystemen. Um weitere neue Anwendungsfelder und Märkte erschließen zu können, müssen die Hersteller solcher Systeme einem hohen Preisdruck begegnen.
Die heute verfügbaren Infrarotoptiken sind für viele Anwendungen noch deutlich zu teuer. Einen Ansatz Kosten zu reduzieren bietet die replikative Fertigung von Infrarotlinsen aus Chalkogenidglas durch das Präzisionsblankpressen.
Vorteil der Replikation gegenüber der Direktfertigung von Infrarotoptiken ist die Skalierbarkeit des Fertigungsprozesses: Je nach Geometrie der Optik lassen sich Mehrfachwerkzeuge einsetzen und sogar Wafer mit einer größeren Anzahl an Optiken produzieren. Dieses Vorgehen kann die Effizienz der Fertigung deutlich verbessern. Das Verfahren selbst ist für optische Gläser im sichtbaren Spektralbereich bereits erprobt und wird industriell angewendet.
Ziel des Forschungsvorhabens »Skalierbare Abformung von Linsen für IR-Anwendungen – SKALIR« war es nun die Technologie des Präzisionsblankpressens auch für Infrarotoptiken skalierbar zu gestalten. So sollen die Fertigungskosten für eine Einzellinse um den Faktor 5 bis 10 reduziert werden.
Forschungs- und Entwicklungsaufgaben zum Erreichen dieses Ziels waren:
- Entwicklung einer FEM-Simulation zur skalierbaren Umformung von Chalkogenidglas
- Entwicklung eines skalierbaren Werkzeugkonzepts und des dazugehörigen Formenbaus
- Entwicklung und Optimierung des Umformprozesses von Chalkogenidglas
Konsortium und Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT (Konsortialführer)
Jan-Helge Staasmeyer
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Tim Grunwald M.Sc.
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-317
tim.grunwald@ipt.fraunhofer.de
Aixtooling GmbH
Guido Pongs
Im Erdbeerfeld 20
52078 Aachen
Telefon +49 241 531077-0
info@aixtooling.de
INGENERIC GmbH
Dr.-Ing. Olaf Rübenach
Dennewartstr. 25-27
52068 Aachen
Telefon +49 241 963 1340
contact@ingeneric.com
Industrieberaterkreis
Teilnehmer für Industrieberaterkreis »IR-Optik« gesucht!
Hersteller von Produkten, die auf Infrarottechnologien setzen und damit Infrarotoptiken enthalten, konnten am Industrieberaterkreis »IR-Optik« teilnehmen: Die Unternehmen erhielten damit die Gelegenheit, ihre marktrelevanten Fragen zur Replikation von Infrarotoptiken in die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten einzubringen. Anwendungsnahe Geometrien, Stückzahlen, Kostenvorstellungen und andere relevante Parameter flossen dann unmittelbar in die Untersuchungen ein und halfen, die Forschungsergebnisse auf kürzestem Weg in die industrielle Praxis zu überführen.
Beitrag der Unternehmen im Industrieberaterkreis »IR-Optik«:
- Unterstützung bei der Definition relevanter Beispielgeometrien
- Qualifizierung von Entwicklungsergebnissen, z.B. durch Vermessung gefertigter Optiken und Bereitstellung von Messprotokollen
- Bereitstellung relevanter Marktinformationen, z.B. relevante Stückzahlenbereiche, erforderliche Preis- und Kostenstrukturen, Wettbewerbssituationen etc.
Von den erfolgreichen Prozess- und Produktentwicklungen im Projekts »SKALIR« profitierten die Unternehmen des Industrieberaterkreises in besonderer Weise: Schon kurz nach Projektende verfügten sie über umfassende Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt, die ihnen den Markteintritt in neue Anwendungsfelder von Infrarotoptiken erleichtern.
Labormuster für die Produktion von Infrarotoptiken aus Chalkogenidglas im Wafer-Maßstab (100 mm)