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06.02.2007 Direktpressen von optischen Glaslinsen CERATIZIT nimmt am EU-Projekt „Production 4µ“ teil

Was haben Digitalkameras, Handykameras, Nachtsichtgeräte, die Automobilindustrie und die Medizintechnik gemeinsam? Sie benötigen alle eine optische Funktionsfläche, die Linse. Im Rahmen des EU-Projekts „Production 4µ“ hilft CERATIZIT den OEM, Original Equipment Manufacturers (Originalausrüstungshersteller) von Glaslinsen, Kosten zu senken. Weg von der mehrschrittigen Handbearbeitung, hin zum Zeit sparenden Abformen mit Präzisionsblankpressen.

Für die von den Produzenten von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) geforderten hochwertigen Linsen wird vielfach auch heute noch zunächst Glas in Stangen hergestellt und dieses anschließend in Stücke gesägt. Auf dem Weg zur fertigen Linse müssen die einzelnen Glasstücke dann noch geschliffen und poliert werden. Ein äußerst aufwändiges und kostspieliges Procedere.

Ihren Beitrag zum EU-Projekt „Production 4µ“ leistet CERATIZIT  mit Werkzeugsätzen aus Hartmetall zum so genannten Präzisionsblankpressen. Mit ihnen lassen sich Glaslinsen direkt abformen. Dabei werden Glasvorformen, so genannte Gobs, in Ober- und Unterformen (Presstempel) aus Hartmetall gelegt und unter Schutzgasatmosphäre auf bis zu 700°C erhitzt. Dabei wird das Glas zäh und verformbar. Die Linsenkontur wird nun durch die Form des Hartmetallwerkzeugs bzw. Presstempels auf das Glas übertragen. Nach dem Abkühlen ist die Linse ohne jede weitere Nachbearbeitung einsatzfertig. Das spart Zeit und Geld.

Nano-Hartmetall für höchste Ansprüche
Dr. Michael Dröschel, Entwicklungsingenieur, Industrieanwendungen Verschleiß am CERATIZIT Standort Reutte, weiß: „Einer der Gründe für die Entwicklung eines solchen Verfahrens ist die ständig wachsende Nachfrage nach hochwertigen Glaslinsen für die IKT. Früher hatten beispielsweise Handykameras eine sehr geringe Auflösung. Die Anforderungen an die optische Linse waren nicht sehr hoch, so dass eine Linse aus Kunststoff ausreichte. Wegen der hervorragenden optischen Eigenschaften von Glas und den immer komplexer werdenden Linsengeometrien wird bei optischen Präzisionsbauteilen der bisher verwendete Kunststoff mehr und mehr durch Glas ersetzt. Nur so kann die vom Endverbraucher geforderte höhere Auflösung der Bilder erreicht werden.“

Um das Abformverfahren überhaupt anwenden zu können, muss das Hartmetall höchsten Anforderungen genügen. „Die Mikrostruktur des Hartmetalls muss innerhalb des gesamten Bauteils homogen sein. „Damit die optischen Anforderungen zum Präzisionsblankpressen (mit Rauhigkeiten <1nm = 1/1.000.000 mm) gewährleistet sind, setzen wir Nano-Hartmetallsorten mit Korngrößen <0,2 µm ein. Die Herausforderung: Trotz hoher Temperaturen von bis zu 700 °C darf es keine Korrosion des Hartmetalls mit dem Glas geben“, erklärt Dröschel. Die Hartmetall-Werkzeuge werden von CERATIZIT vorgeschliffen an den Kunden geliefert.

EU-Projekt „Production 4µ“
Seit Mai 2006 beteiligt sich CERATIZIT an dem EU-Projekt „Production 4µ“. Übersetzt heißt das „Production technologies for micro systems“ und ist der Titel eines auf vier Jahre angelegten europäischen Forschungsprojektes, an dem insgesamt 20 Schlüsselfirmen beteiligt sind. Ziel des Projektes ist die Etablierung des Herstellungverfahrens zur Massenproduktion von Mikroprodukten aus Glas in Europa. Des weiteren die Verbesserung der Produktplanung und eine spätere Übertragbarkeit auf andere Mikrostrukturierungsanwendungen oder andere Werkstoffe. Dabei kommt es auf die Standardisierung der neuen Verfahren an.

„Wir nehmen stark an, dass wir das Verfahren nach Abschluss der Forschungsarbeiten als innovative Schlüsseltechnologie zur Entwicklung optischer Technologien in Europa sehr gut auf dem Markt etablieren können“, blickt Hartmetallexperte Dröschel optimistisch in die Zukunft.