Konzepte für die Additive Fertigung optischer Elemente mit hochtransparenten Silikonwerkstoffen

authored by

Tobias Biermann, Peer-Phillip Ley, Arved Ziebehl, Jan Feldmann, Roland Johann Lachmayer

Abstract

Die additive Fertigung eignet sich zur Herstellung individuell angepasster Freiform-Optiken mit hoher Gestaltkomplexität. Während additive Fertigungstechnologien für klassische Polymere seit vielen Jahren industriell verfügbar sind, befindet sich die additive Fertigung mit hochtransparenten Silikonwerkstoffen noch in der Entwicklung. Die Vorteile von Silikonen verglichen mit thermoplastischen Kunststoffen liegen in der sehr guten Widerstandsfähigkeit gegenüber höheren Umgebungstemperaturen, sowie UV- und Umwelteinflüssen.

Durch die Analyse existierender Fertigungsverfahren für Silikonwerkstoffe wird gezeigt, dass die für die Herstellung von optischen Elementen benötigte Formgenauigkeit und Oberflächenqualität eine Herausforderung darstellt. Mit derzeit verwendeten Werkstoffen kann kein hinreichender Transmissionsgrad erreicht werden. Weiterhin müssen die Bauteile eine hinreichende Homogenität aufweisen, um unerwünschte optische Effekte, wie Streuung, Reflexionen und Interferenzen auszuschließen.

Um die Herausforderungen existierender Verfahren bezüglich der Herstellung optischer Elemente zu überwinden, werden in diesem Beitrag technische Lösungen erarbeitet und methodisch gegenübergestellt. Anhand dieser Lösungen wird im Anschluss ein Verfahrenskonzept zur additiven Fertigung hochtransparenter, optischer Elemente aus Silikonwerkstoffen beschrieben.

Organisation(s)

PhoenixD: Photonics, Optics, and Engineering - Innovation Across Disciplines
Institute of Motion Engineering and Mechanism Design

Type

Contribution to book/anthology

Pages

201-221

Publication date

08.06.2021

Publication status

Published

Peer reviewed

Yes

Electronic version(s)

https://doi.org/10.1007/978-3-662-63030-3_11 (Access: Closed)