Modellentwicklung für den Schleifprozess zur zeit- und qualitätsoptimierten Bearbeitung optischer Funktionsflächen

Sohr, Friedrich Christian GND

Die flexible und ökonomische Herstellung hoch-genauer optischer Bauelemente (bspw. Linsen) ist von zentraler Bedeutung für die hiesige Optikindustrie. Hierbei spielt insbesondere die Oberflächenbearbeitung durch Schleifen eine zentrale Rolle. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Schleifprozess mit Blick auf seine zeitliche und qualitative Optimierung zu modellieren und dies im industriellen Einsatz experimentell zu verifizieren. Ausgehend von den Grundlagen des Schleifvorganges wird zunächst ein übergreifender physikalischer Modellansatz entwickelt und begründet. Dieser ist weder auf konkrete Verfahrensvarianten, noch auf die Berücksichtigung oder die inhaltliche Formulierung spezieller Wechselwirkungen beschränkt. Vielmehr wird der zentrale Mechanismus erfasst, welcher für alle Abtrennprozesse stets der selbe ist. Die entstehende Gleichung dient so als Grundlage für die Einbeziehung verschiedener Effekte, Randbedingungen und Zielstellungen und muss entsprechend der jeweiligen Verfahrensvariante spezialisiert werden. Von der Grundgleichung ausgehend werden anschließend zwei Modelle mit verschiedenen Herangehensweisen für das CNC-Formschleifen von Asphären ausgearbeitet. Das Ziel beider ist die verbesserte Ausnutzung der Schleifwerkzeuge und die Reduktion der zwangsläufigen Profil-Formabweichung. Sie liefern Vorgaben für die Stellgrößen des Schleifprozesses, so dass sich die Zielstellungen, unter Berücksichtigung von Rand- und Nebenbedingungen, erreichen lassen. Während im ersten Modell ein Last-orientierter Ansatz verfolgt wird, basiert das Zweite auf der zusätzlichen Betrachtung von Schleif- und Deformationskräften. In diesem Zuge wird auch ein Abtrenn-, sowie ein Schleifkraft- und Deformationskraft-Modell entwickelt und experimentell abgeglichen. Zuletzt wird die Wirksamkeit des gesamten Ansatzes praktisch nachgewiesen. Es zeigen sich, dass der Schleifprozess signifikant zeitlich und qualitativ verbessert werden kann.

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Sohr, Friedrich: Modellentwicklung für den Schleifprozess zur zeit- und qualitätsoptimierten Bearbeitung optischer Funktionsflächen. Jena 2017.

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