Optische Technologien

Am 24.04.2019 hat Herr Dr. Oliver Fähnle von der Fisba AG aus St. Gallen (Schweiz) zur Thematik „Optik-Fertigung: Vom Machining hin zum Processing … eine Metamorphose“ referiert. Gemeinsam mit den Teilnehmern des Kolloquiums wurde im Anschluss lebhaft diskutiert und Erfahrungen ausgetauscht.

Wir danken Herrn Dr. Oliver Fähnle herzlichst für den sehr gelungenen und höchst interessanten und innovativen Vortrag.

Auch 2019 war die AG Bliedtner wieder mit einem Stand auf der Messe W3+ Fair in Wetzlar vertreten. Neben einer Präsentation der technischen Studienangebote an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena, wurden von Seiten der Arbeitsgruppe diverse Exponate aus dem Bereich der optischen Technologien, sowohl spanend als auch mittels Laser bearbeitet, gezeigt. Ein Schwerpunkt lag auf komplexen und konventionell schwer herstellbaren Geometrien. So konnten verschiedene  mittels selektivem Lasersintern von SiO2-Pulver additiv gefertigte Bauteile, 5-Achs-CNC-geschliffene Freiformen, sowie ultra-feinstgeschliffene und laserpolierte Oberflächen betrachtet werden. Auch das laserstrahlbasierte Biegen und Tiefziehen von dünnem Glas oder die Präzisionsbearbeitung mit UKP-Laser wurden gezeigt. 

Die Messe ist spezialisiert auf die drei Hightech-Branchen Optik, Elektronik und Mechanik und bietet dabei eine gute Möglichkeit des Austausches zwischen Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Nachwuchskräften.

Mit einem Kick-Off-Treffen aller beteiligten Projektpartner am 4.2.2019 startete das Verbundprojekt „Hybridglas SLA“ des Förderprogramms „Richtlinie des Freistaates Thüringens zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation (FTI)“ gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des Europäischen Fond für regionale Entwicklung.
Beteiligte Projektpartner sind das Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V, FCT Systeme GmbH, Qsil GmbH Quarzschmelze Ilmenau, BURMS 3D Druck Jena GmbH & Co. KG, Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG (assoz. Partner) sowie die Ernst-Abbe-Hochschule Jena als Koordinator.

Im geplanten Vorhaben „Hybridglas-SLA“ soll eine neue und innovative additive Technologie zur Herstellung komplexer optischer Bauteile aus Quarzglas entwickelt und umgesetzt werden. Die Grundlage bildet ein patentiertes Verfahren, welches auf der Stereolithographie (SLA) beruht. Hierbei wird ein UV-aushärtendes Harz mittels Laserstrahlung selektiv belichtet und schichtweise, dreidimensionale Formkörper aufgebaut. Das Hybrid-SLA-Verfahren besteht aus einem zweistufigen Schichtprozess, bei dem modifizierte Glaspasten in dünnen Schichten aufgebracht und anschließend mit einem Druckkopf eine zweite Komponente hinzugefügt werden kann. Die Glaspasten bestehen aus einem fein-dispersen Feststoff (SiO2) sowie einem photosensitiven Binder und werden speziell für diesen Prozess entwickelt. Die simultane Verarbeitung unterschiedlich dotierter Pasten soll den Aufbau dreidimensional strukturierter Bauteile mit variabler Geometrie und Zusammensetzung ermöglichen.
Die erzeugten Bauteile werden thermisch entbindert und die resultierenden, porösen Grünkörper zunächst thermisch-chemisch gereinigt und getrocknet. Die Verglasung erfolgt unter Aktivgasatmosphäre in einem speziellen Gasdruck-Sinterofen, der im Rahmen des Vorhabens entwickelt wird. Das Anlegen eines hohen Gasdruckes ermöglicht dabei eine Verglasung bei reduzierter Temperatur und auf diese Weise eine formerhaltende Prozessführung. Nach einem Oberflächenfinish werden die so entstandenen Preformen zu strukturierten optischen Fasern verzogen, was ein absolutes Novum darstellt. Darüber hinaus sollen auch optische Komponenten exemplarisch gefertigt werden.
Das Projektkonsortium hat sich zusammengefunden und die Grundlage für eine enge Zusammenarbeit innerhalb der nächsten zwei Jahre geschaffen.

Am 25.1.2019 stellte Frau Dr. Kunath das Software-Tool optiSLang interessierten Mitgliedern und Studenten der AG Bliedtner vor. Unter dem Titel „Design optimization of optical systems“ wurde gezeigt welche umfangreichen Möglichkeiten das Programm in Bezug auf Auswertung und Planung von Prozessuntersuchungen, sowie Simulation und Prozessoptimierung bietet. Im Gegensatz zu anderen Softwareprodukten der statistischen Versuchsplanung wird hier ein neuer, eigener Programmansatz gewählt, der unter anderem das Erkennen von hochgradig nichtlinearen Prozesszusammenhängen mit überschaubarem Versuchsaufwand ermöglicht. Die Software soll künftig in diversen Forschungsprojekten der AG Bliedtner angewendet werden. Als Beispiel ist das Projekt OpTec4.0 zu nennen, das optische Technologien in Bezug auf das Thema Industrie 4.0 betrachtet. In Hinsicht auf die dort sehr große Menge an anfallenden und auszuwertenden Sensor- und Messdaten soll die Software umfassend erprobt werden.

Am 22.01.2019 konnten wir Herrn Biolik von der Bohle AG erneut an der EAH Jena begrüßen. Hr. Biolik hat den Studierenden die Thematik des händischen Glasschneidens sehr anschaulich und informativ dargestellt, wodurch das Wissen auf diesem Gebiet der Optikbearbeitung erweitert und vertieft werden konnte. Durch den anschließenden praktischen Teil wurde dieses theoretische Wissen umgesetzt und erste praktische Erfahrungen gesammelt.

Die AG Bliedtner und die Studenten möchten sich noch einmal ganz herzlich für dieses interessante Seminar bedanken.

Effiziente und hybride Methoden zur Bearbeitung von Quarzglas, Keramik und anderen Materialien für die Halbleiterindustrie

Im Rahmen des mittlerweile 3. wissenschaftlichen Forums zur ULTRASONIC-Bearbeitung präsentierten Vertreter aus Wissenschaft und Industrie am 23.5.2019 die neuesten Erkenntnisse zum Thema ultraschallunterstützte Schleifbearbeitung. In Präsentationen wurden unter anderem neue Forschungsergebnisse und Anwendungen zur Schleifbearbeitung verschiedener spröd-harter Werkstoffe gezeigt. Auch die Schleifwerkzeugtechnik, Prozessmesstechnik und die Herstellung und Verwendung von Quarzglas für Halbleiteranwendungen waren Thema der Veranstaltung.

Das stetige Wachstum des zweijährig stattfindenden Forums zeigte sich nicht zuletzt an gestiegenen Teilnehmerzahlen und vielen interessanten neuen Live-Applikationen, die diesmal direkt vor Ort gezeigt wurden. An moderner 5-Achs-CNC-Schleiftechnik, einer Laserschneidanlage zur Vorbearbeitung spezieller Geometrien in Quarzglas und entsprechender Messtechnik wurde eine mögliche hybride Prozesskette komplett dargestellt. Diskussionsmöglichkeiten unter den Teilnehmern und Vortragenden sowie eine kleine Ausstellung rundeten das Angebot des Forums ab.

Wir bedanken uns bei allen Helfern, Unterstützern und Teilnehmern für die gelungene Veranstaltung.

Jährlich veranstaltet das Bayerische Laserzentrum (blz) gemeinsam mit dem Laser Zentrum Hannover (LZH) einen Workshop zur Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen. In der achten Runde, am 05. Dezember 2018, lag der Schwerpunkt hierbei auf dem Schneiden von silikatischen Werkstoffen mittels ultrakurzen Laserpulsen. Das Programm wurde mit Themen zur additiven und subtraktiven Fertigung, der Glasformgebung und der Entwicklung neuer Laserstrahlquellen für eine optimierte Glasbearbeitung abgerundet. Auch die Arbeitsgruppe Bliedtner nutzte diese Veranstaltung und stellte die neuesten Forschungsergebnisse zum „Laserstrahlumformen von Alumosilikatglas“ in einem Vortrag von Alexandra Dreher vor. Abgerundet wurde der Workshop mit einer Laborbesichtigung des Laser Zentrums Hannover, sowie mit einer Table-Top-Ausstellung.

Auch bei der diesjährigen Glasstec Messe 2018 in Düsseldorf war die AG Bliedtner wieder mit einem Stand vertreten. 

Die Messe umfasst thematisch die gesamte Glas-Wertschöpfungskette, von der Glasherstellung/-produktionstechnik, über die Glasbearbeitung/-veredlung, bis hin zu Glasprodukten und -anwendungen. Die AG Bliedtner zeigte diverse eigene Exponate und aktuelle Forschungsthemen im Bereich der Glasbearbeitung. Schwerpunkte waren hierbei das selektive Lasersintern von SiO2-Pulver, das Laserstrahlumformen von Flachgläsern, die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie, das ultraschallunterstützte 5-Achs-Schleifen und Ultrafeinstschleifen, sowie die Laserstrahlpolitur von Glasoberflächen.

Die Messe bot eine gute Gelegenheit Interessenten die Arbeiten in der Arbeitsgruppe vorzustellen, mit potenziellen Kooperationspartnern für F&E-Projekte in Kontakt zu treten und nicht zuletzt auch die unterschiedlichen Studiengänge an der EAH Jena zu präsentieren.