TRR 4:  Prozessketten zur Replikation komplexer Optikkomponenten

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5484947

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In der Vision dieses SFBs sollte die Prozesskette umfassend (holistisch) betrachtet werden, um Lösungen für eine Reduzierung bisher notwendiger Iterationen beim Durchlauf der Prozesskette zu ermöglichen. Das Erreichen dieser Vision erforderte die intensive Zusammenarbeit aller Teilnehmer einer Prozesskette, die in diesem SFB vollständig vertreten war: Werkzeugdesign, Formenbau, Hartstoffschichten, Replikation und Messtechnik. Neben den wissenschaftlichen Kompetenzen in den Teilprojekten wurden im Verlauf des SFB Kompetenzen von Industriepartnern und Gastwissenschaftlern eingebunden. Nur durch diese langjährige Zusammenarbeit war es möglich, Prozessschritte in einer Weise zu verbessern oder neu zu entwickeln, dass sie in der gesamten Prozesskette bestehen können. Hierzu gehörten die umfassende Kommunikation, die fortgeschrittene Datenverarbeitung, eine prozessnahe Messtechnik, prozessangepasste Werkstoffeigenschaften und schließlich auch deterministische Prozesse zur Formeinsatzherstellung und zur Replikation. Schließlich ist auch die Vereinfachung von Prozessketten durch Substitution einzelner Prozessschritte ein Mittel zur prädiktiven Fertigung von Optikkomponenten. Es wurde weiterhin erkannt, dass die Kommunikation aller an einer Prozesskette beteiligten Personen mindestens ebenso wichtig ist, wie die Technogien selbst. Wegen der gegenseitigen Abhängigkeit der Prozessschritte ist dies in besonderem Maße für Prozessketten gültig. Daher wurden neben den Technologien auch Methoden zur Unterstützung der Kommunikation entwickelt. Diese basieren zum Einen auf der für die Prozesskette erforderlichen Informationen (Prozesskettenmanager) und zum Anderen auf den im Verlauf des Projektes erstellten Veröffentlichungen (FactBook). Seit Beginn dieses SFBs hat sich der Stand der Technik in diesem Bereich entscheidend weiterentwickelt. Auslöser war ein gewaltiger Bedarf an neuen innovativen Produkten und damit auch an entsprechenden Fertigungsverfahren – so wie es in der US-Studie „Harnessing Light“ und der „Deutsche Agenda Optische Technologien für das 21. Jahrhundert“ formuliert wurde. Dieser SFB und seine Mitglieder haben hierzu einen deutlichen Beitrag geleistet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Super Bright Light-Emitting Diode for Optical Roughness Characterization. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Jahrgang 52, Ausgabe 1, 2003, Seiten: 455-458
  Goch, G.; Patzelt, S.; Dressen, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60624-6)
• Maschinenintegrierte Ultrapräzisionsmessung optischer Funktionsflächen. tm - Technisches Messen. Jahrgang 71, Ausgaben 7-8, 2004, Seiten: 377-388
  Dörner, D.; Schneefuß, K.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1524/teme.71.7.377.36688)
• Non-Destructive and Non-Contact Determination of Layer Thickness and Thermal Properties of PVD and Sol-Gel Layers by Photothermal Methods. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Jahrgang 53, Ausgabe 1, 2004, Seiten: 471-474
  Goch, G.; Prekel, H.; Patzelt, S.; Ströbel, G.; Lucca, D. A.; Stock, H. R.; Mehner, A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60742-2)
• Polishing of Structured Molds. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Jahrgang 53, Ausgabe 1, 2004, Seiten: 247-250
  Brinksmeier, E.; Riemer, O.; Gessenharter, A.; Autschbach, L.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60690-8)
• Influence of the polishing process on the near-surface zone of hardened and unhardened steel. Wear, Band 258, Ausgaben 11-12, 2005, Seiten: 1794-1803
  Klocke, F.; Dambon, O.; Capudi Filho, G.G.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.wear.2004.12.015)
• Precise Alignment of Workpieces Using Speckle Patterns as Optical Fingerprints. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Jahrgang 54, Ausgabe 1, 2005, Seiten: 523-526
  Goch, G.; Prekel, H.; Patzelt, S.; Faravashi, M.; Horn, F.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60160-7)
• A high volume presicion compression molding process of glass diffractive optics by use of a micromachined fused silica wafer mold and low Tg optical glass. Journal of Micromechanics and Microengineering, Jahrgang 16, Ausgabe 10, 2006, Seiten: 2000-2005
  Yi, A. Y.; Chen, Y.; Pongs, G.; Klocke, F.; Grewell, D.; Benatar, A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1088/0960-1317/16/10/012)
• Fast Integral Optical Roughness Measurement of Specular Reflecting Surfaces in the Nanometer Range. XVIII IMEKO World Congress, Metrology for a Sustainable Development, Rio de Janeiro, 2006, CD-ROM: TC2-4
  Patzelt, S.; Horn, F.; Goch, G.
  
• Finishing of structured surfaces by abrasive polishing. Precision Engineering, Jahrgang 30, Ausgabe 3, 2006, Seiten: 325-336
  Brinksmeier, E.; Riemer, O.; Gessenharter, A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2005.11.012)
• NURBS Based Ultra-Precision Free-Form Machining. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Jahrgang 55, Ausgabe 1, 2006, Seiten: 547-550
  Brecher, C.; Lange, S.; Merz, M.; Niehaus, F.; Wenzel, C.; Winterschladen, M.; Weck, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60479-X)
• Ultra-precision diamond cutting of steel molds. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Jahrgang 55, Ausgabe 1, 2006, Seiten: 551-554
  Brinksmeier, E.; Gläbe, R.; Osmer, J.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60480-6)
• Ultra-Precision Diamond Cutting of Steel Molds. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Jahrgang 55, Ausgabe 1, 2006, Seiten: 551-554
  Brinksmeier, E.; Gläbe, R.; Osmer, J.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60480-6)
• Diamond Machining of Steel Molds for Optical Applications. Key Engineering Materials, Band 364-366, 2007, Seiten: 701-706
  Brinksmeier, E.; Gläbe, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.364-366.701)
• Electrochemical Oxidation Analysis for Dressing Bronze-Bonded Diamond Grinding Wheels. Production Engineering, Jahrgang 1, Ausgabe 2, 2007, Seiten: 141-148
  Klocke, F.; Klink, A.; Schneider, U.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s11740-007-0008-x)
• Planning, Control and Improvement of Cross-Site Production Process Chains. 40th CIRP International Seminar on Manufacturing Systems, Liverpool, UK, 30. Mai - 1 Juni, 2007
  Schmitt, R.; Scharrenberg, C.
  
• Development of a force controlled polishing tool. Proceedings of the 10th euspen International Conference, Band 1, Zurich, Schweiz, Mai, 2008, Seiten: 438-442
  Brecher, C.; Wenzel, C.; Tuecks, R.
  
• Finishing Complex Surfaces with Zonal Polishing Tools. Proceedings of the CIRP Conference on Manufacturing Systems: Manufacturing Systems and Technologies for the New Frontier 41st, Tokyo, Japan, May 26-28, 2008, Seiten: 445-448
  Klocke, F.; Brecher, C.; Zunke, R.; Tuecks, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-1-84800-267-8_91)
• Numerical Simulation Assisted Curve Compensation in Compression Molding of High Precision Aspherical Glass Lenses. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Band 131, 2009, Seiten: 011014.1-6
  Wang, F.; Chen, Y.; Klocke, F.; Pongs, G.; Yi, A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1115/1.3063652)
• Removal mechanisms in polishing of silicon based advanced ceramics. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Jahrgang 58, Ausgabe 1, 2009, Seiten: 491-494
  Klocke, F.; Zunke, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cirp.2009.03.120)
• Analysis of Defect Mechanisms in Polishing of Tool Steels. Production Engineering, Jahrgang 5, Ausgabe 5, 2010, Seiten: 475-483
  Klocke, F.; Dambon, O.; Behrens, B.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s11740-011-0301-6)
• Comparison of nitride and noble metal coatings for precision glass molding tools. Key Engineering Materials, Band 438, 2010, Seiten: 9-16
  Klocke, F; Dambon, O.; Georgiadis, K.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.438.9)
• Diamond Machinable Sol-Gel Silica Based Hybrid Coatings for High Precision Optical Molds. Key Engineering Materials, Band 438, 2010, Seiten: 65-72
  Mehner, A.; Dong, J.; Hoja, T.; Prenzel, T.; Mutlugünes, Y.; Brinksmeier, E.; Lucca, D.A.; Klaiber, F.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.438.65)
• FPGA-Based Control System for Highly Dynamic Axes in Ultra-Precision Machining. Proceedings of the ASPE Spring Topical Meeting, Boston, USA, 2010, Seiten: 17-22
  Brecher, C.; Lindemann, D.; Merz, S.; Wenzel, C.
  
• Gasnitrocarburieren von Stählen zur Erzeugung dicker und porenarmer Verbindungsschichten für die Mikrozerspanung mit Diamantwerkzeugen. Journal of Heat Treatment and Materials, Jahrgang 65, Ausgabe 5, 2010, Seiten: 249-256
  Dong, J.; Hoffmann, F.; Hoja, S.; Klümper-Westkamp, H.; Zoch, H.-W.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.3139/105.110075)
• Imaging micro-optical components with short coherent digital holographic microscopy. Proceedings of the SPIE, Band 7717, 2010, Seiten: 77170O-77170O-8
  Stuerwald, S.; Schmitt, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1117/12.854674)
• Lichtleiter aus Polymeren. Zeitschrift Kunststofftechnik, Jahrgang 6, Ausgabe 2, 2010, Seiten: 65-91
  Michaeli, W.; Heßner, S.
  
• Mechanical and Chemical Properties of Thick Hybrid Sol- Gel Silica Coatings from Acid and Base Catalyzed Sols. Journal of Sol-Gel Science and Technology, Jahrgang 54, Ausgabe 3, 2010, Seiten: 355-362
  Mehner, A.; Dong, J.; Prenzel, T.; Datchary, W.; Lucca, D.A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s10971-010-2203-z)
• Wire Electro Discharge Trueing and Dressing of Fine Grinding Wheels. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Jahrgang 59, Ausgabe 1, 2010, Seiten: 235-238
  Klink, A.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cirp.2010.03.076)
• Interactive Online Process Management and Quality Control for Cross-Sited Production Process Chains. Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management, Singapore, 6.-9. Dezember, 2011, Seiten: 332-336
  Schmitt, R.; Becker, P.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1109/IEEM.2011.6117933)
• Large scale atomic force microscopy for characterisation of optical surfaces and coatings. International Journal of Precision Technology, Jahrgang 2, Ausgabe 2/3, 2011, Seiten: 136-152
  Stuerwald, S.; Schmitt, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1504/IJPTECH.2011.039456)
• Laser Optical Characterization of Smooth Surfaces with Respect to Roughness and Defects in the Micrometer Range. Procedia Engineering, Band 19, 2011, Seiten: 235-240
  Kruse, D.; Patzelt, S.; Dollinger, C.; Tausendfreund, A.; Goch, G.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.11.106)
• Präzisionspolieren von Mikro-Formeinsätzen. wt Werkstattstechnik online, Band 101, Ausgaben 11-12, 2011, Seiten: 758-764
  Brinksmeier, E.; Riemer, O.; Krause, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.37544/1436-4980-2011-11-12-758)
• Chip Formation in Ultra-Precision Machining of Nitrocarburized Steels. Key Engineering Materials, Band 516, 2012, Seiten: 293-298
  Osmer, J.; Gläbe, R.; Brinksmeier, E.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.516.293)
• Diamond micro chiseling of large-scale retroreflective arrays. Precision Engineering, Jahrgang 36, Ausgabe 4, 2012, Seiten: 650-657
  Brinksmeier, E.; Gläbe, R.; Schönemann, L.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2012.06.001)
• Influence of CO or CO2 as carbon donator on the development of the compound layer during nitrocarburizing of alloyed steels. Materials Performance and Characterization, Band 1, Ausgabe 1, 2012, Seiten: 11-21
  Dong, J.; Hoffmann, F.; Klümper-Westkamp, H.; Zoch, H.-W.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1520/MPC103926)
• Review on diamond-machining processes for the generation of functional surface structures. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, Jahrgang 5, Ausgabe 1, 2012, Seiten: 1-7
  Brinksmeier, E.; Gläbe, R.; Schönemann, L.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2011.10.003)