Herstellung von komplexen optischen 3D Systemkomponenten mittels Präzisionsspritzguss (3D OPTIMOLD)

Ausgangssituation

(Sub-)Mikrostrukturen auf 3D Makrooptiken haben in letzter Zeit zahlreiche Anwendungen im Bereich der Optoelektronik, Photonik, Bildverarbeitungssensorik, Machine Vision, Robotik sowie in Motion-Control-Systemen gefunden. Die Kombination verschiedener optischer Funktionen auf einem einzigen Element kann wesentlich zur Miniaturisierung der optischen Komponenten, einer besseren Integration im System und dadurch zu niedrigeren Preisen beitragen. Die Entwicklung von neuartigen komplexen 3D optischen Systemen, die auf dem Konzept „Mikro auf 3D Makro" basiert, bringt einige Herausforderungen an Design und Fertigung mit sich.

Ziele/Herausforderungen

Hauptziel dieses Projekts ist die Konzeption und Entwicklung von neuartigen komplexen optischen Systemen, die auf einer Kombination von 3D makrooptischen mit (sub-)mikrooptischen Komponenten basiert. Dabei werden (Sub-)Mikrooptiken auf gekrümmten Oberflächen einer 3D Makrooptik (z.B. sphärische Linse) erzeugt, um neue optische Effekte und Funktionalitäten der Gesamtoptik zu erzielen. Die Herausforderung liegt hierbei in der Entwicklung geeigneter Berechnungs-/Simulationsalgorithmen zur Designerstellung der (Sub-)Mikrooptiken auf nicht-planaren Oberflächen und in weiterer Folge in der realen Umsetzung mittels direkter Laserstrahllithographie. Weiters werden für eine effiziente und zeitgemäße industrielle Fertigung dieser hochpräzisen optischen 3D Komponenten die Grundlagen für die Herstellung mittels Präzisionsspritzguss erforscht.

Geplante Ergebnisse/Nutzen

Zusammenfassung der angestrebten Ergebnisse und Erkenntnisse für dieses Projekt:

1. Optisches Design von einer oder mehreren neuartigen komplexen 3D optischen Komponenten, die auf dem Konzept „Mikro auf 3D Makro" basieren
2. Effektive Fertigung der (Sub-)Mikrostrukturen auf gekrümmten Oberflächen des 3D Makroobjekts (Zentimeterbereich) mittels direkter Laserstrahllithographie
3. Effektive und kostengünstige Fertigung der Plastikoptik mittels Spritzgusstechnologie

Fördergeber/Programm

bmvit, Produktion der Zukunft
Abwicklung durch FFG
Projektlaufzeit 01.06.2016 bis 31.05.2019

Stand: April 2017

• JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Institut für Oberflächentechnologien und Photonik
  Franz-Pichler-Strasse 30, 8160 Weiz
• Bartenbach GmbH
  Rinner Strasse 14, 6071 Aldrans
• kdg opticomp GmbH
  6652 Elbigenalp 91

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Institut für Oberflächentechnologien und Photonik
Ladislav Kuna
Franz-Pichler-Strasse 30
8160 Weiz

E-Mail: ladislav.kuna@joanneum.at
Tel.: +43 316 876-3111