Präzisionsbauteilfertigung

Traditionell werden Spiegeloptiken in einem zeitintensiven Prozess in
manufaktur-ähnlicher Weise seriell und mit aufwendiger individueller
Messtechnik zur Charakterisierung von Formabweichung, Rauheit und
Sauberkeit gefertigt. Um den wachsenden Bedarf an Präzisionsbauteilen
zu decken und eine wirtschaftliche, qualitativ exzellente Herstellung bei
steigenden Anforderungen und hohen Stückzahlen zu ermöglichen,
sind neue Fertigungsansätze erforderlich.

Fraunhofer ist es gelungen, einen neuen effizienten und skalierbaren
Weg unter Beibehaltung höchster Qualitätsmerkmale und niedriger Kosten zu entwickeln. Mittels auslastungs-optimierter Fertigung wird es erstmalig möglich, die Skalierung der Werkstückanzahl, Größe und Genauigkeit von der individuellen Leistungsfähigkeit der Bearbeitungsmaschinen zu entkoppeln. Dabei werden verschiedene Betriebsmittel, Bearbeitungsverfahren, Funktionalisierungs- und
Charakterisierungs- sowie Mess- und Handhabungsprozesse kombiniert
und über in-situ-Prozessanalysen multiple kooperierende Roboterstationenmiteinander verknüpft. Die Vernetzung und Kommunikation der Werkzeuge und Messmittel wird über die »SWAP-IT«-Architektur realisiert.

Aktuelle Situation und Herausforderungen

  • Herstellung großflächiger und/oder segmentierter Optiken mit Genauigkeiten bis in den sub-nm-Bereich
  • bisher lineare Prozesskette mit starker Interaktion von Charakterisierung und Fertigung
  • Overhead durch Rüstzeiten und Komponentenhandling

Unser Projektziel

  • Entwicklung eines Roboterensembles für parallelisierte Politur, Rauheit- und Formcharakterisierung
  • roboterbasierte Politur- und Sensorköpfe
  • Optimierung Prozess hinsichtlich Prozessreihenfolge und idealen Zeitpunkten für Charakterisierung im Ensemble
  • Roboterkoordination und Toolpfadplanung 

Unsere Vision

  • Reduktion der Gesamtprozesszeit durch Parallelisierung von Mess- und Bearbeitungsverfahren mittels Roboterensemble
  • Gleichzeitige, kosteneffiziente Fertigung mehrerer Optiken z.B. TMA

Anwendungsbereiche

  • Teleskope für Satelliten- und Quantenkommunikation, Erdbeobachtung, Astronomie und Fernerkundung