Fertigung asphärischer monokristalliner Diamantwerkzeuge

Andreas Sobotka

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Kunststoffoptiken weisen in der heutigen Zeit ein enormes Anwendungsfeld auf, welches sich von Displays bis hin zu Raumbeleuchtung...

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Beschreibung

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.