Optiktechnologie: Grundlagen, Verfahren, Anwendungen, Beispiele ; ... mit 104 Tabellen ; [mit Videos und Übungsaufgaben auf DVD]
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl.
2008
|
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 419 S. zahlr. Ill. und graph. Darst. 25 cm DVD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783446408968 |
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Inhalt
Vorwort. 5
1 Die Entwicklung des Glases und
der Optikfertigung . 11
2 Grundlagen der Optik . 17
2.1 Brechung, Reflexion und Totalreflexion . 17
2.2 Polarisation, Interferenz und Beugung . 18
2.3 Doppelbrechung und Pleochroismus . 22
2.4 Abbildende optische Bauelemente . 23
2.4.1 Transmittierende optische Bauelemente . 23
2.4.2 Reflektierende optische Bauelemente . 27
2.4.3 Teildurchlässige optische Bauelemente . 29
2.4.4 Diffraktive optische Bauelemente. 30
2.5 Abbildungsfehler. 31
2.6 Bewertung der Abbildungsleistung
eines optischen Systems. 34
2.7 Kennzeichnung optischer Bauelemente . 35
2.7.1 Materialangaben . 36
2.7.2 Formangaben. 36
2.7.3 Oberflächenangaben . 37
3 Optische Werkstoffe. 41
3.1 Einteilung der optischen Werkstoffe . 41
3.2 Mineralische Gläser . 41
3.2.1 Definition und Struktur. 41
3.2.2 Herstellung mineralischer Gläser. 42
3.2.3 Eigenschaften mineralischer Gläser . 45
3.2.3.1 Mechanische Eigenschaften. 45
3.2.3.2 Optische Eigenschaften . 49
3.2.3.3 Chemische Eigenschaften. 50
3.2.4 Lieferformen mineralischer Gläser . 51
3.3 Organische Gläser. 53
3.3.1 Definition und Struktur. 53
3.3.2 Ausgewählte Eigenschaften. 55
3.3.3 Anwendungsbereiche und Lieferformen . 56
3.4 Kristallwerkstoffe . 57
3.4.1 Aufbau und Struktur. 57
3.4.2 Ausgewählte Eigenschaften. 59
4 Grundlagen des Fertigungsprozesses . 63
4.1 Entwicklungs-und
Herstellungsprozess . 63
4.1.1 Entwicklungsstufen. 63
4.1.2 Entwicklungsablauf. 64
4.2 Fertigungsarten . 66
4.3 Fertigungsprinzipien. 67
4.4 Einteilung der Fertigungsverfahren. 69
4.5 Technologische Unterlagen . 70
5 Urformen von optischem Glas . 75
5.1 Urformende Verfahren für
mineralische Gläser. 75
5.1.1 Herstellung von Gobs und Pressungen . 75
5.1.2 Herstellung von Glasblöcken. 76
5.1.3 Herstellung von Flachglas . 79
5.2 Urformende Verfahren für
organische Gläser . 82
5.2.1 Gießen . 83
5.2.2 Spritzgießen. 87
5.2.3 Heißprägen. 92
5.2.4 Spritzprägen. 96
5.3 Urformende Verfahren für
Kristallwerkstoffe . 99
5.3.1 Züchtung aus der Gasphase . 99
5.3.2 Kristallzüchtung aus der Lösung. 101
5.3.3 Züchtung aus der Schmelze . 103
6 Umformen von optischem Glas. 109
6.1 Grundlagen . 109
6.2 Pressen. 114
6.2.1 Verfahrensprinzip . 114
6.2.2 Werkzeugform -
Herstellung und Anforderungen. 115
6.2.3 Pressprozess. 117
6.2.4 Anwendungsgebiete . 118
6.3 Senken . 119
6.4 Ziehen. 120
Trennen. 127
Zerteilen. 128
.1 Mechanisches Brechen. 128
.2 Sonderverfahren zum Zurichten. 129
.2.1 Mechanisches Trennen durch Sägen . 130
.2.2 Thermisches Laserstrahlseparieren. 132
.2.3 Wasserstrahlabrasivschneiden . 133
7.2 Schleifen . 136
7.2.1 Verfahrensgrundlagen. 137
7.2.2 Werkzeuge und Maschinen. 139
7.2.3 Trennschleifen. 143
7.2.4 Formschleifen . 147
7.2.4.1 Rundschleifen (Rundieren). 147
7.2.4.2 Flachschleifen . 149
7.2.4.3 Schleifen sphärischer Flächen . 152
7.2.4.4 Schleifen asphärischer Flächen . 159
7.3 Bohren . 165
7.4 Läppen . 169
7.4.1 Verfahrensgrundlagen. 170
7.4.2 Maschinen und Werkzeuge. 171
Inhalt
7.4.3 Betriebs-und Hilfsstoffe für das Läppen 172 8
7.4.4 Einflussgrößen. 174 8.1
7.4.5 Läppverfahren . 176 8.1.1
7.4.5.1 Planläppen . 176 8.1.2
7.4.5.2 Läppen sphärischer Flächen. 178 8.2
7.4.5.3 Feinschleifen mit Läppkinematik . 180 8.2.1
7.4.5.4 Ultraschallschwingläppen. 181 8.2.2
7.4.5.5 Leistung und Genauigkeit. 182 8.2.2.1
7.5 Polieren . 186 8.2.2.2
7.5.1 Verfahrensgrundlagen. 186 8.2.2.3
7.5.2 Maschinen und Werkzeuge. 191 8.2.3
7.5.3 Betriebs-und Hilfsstoffe 8.2.3.1
für das Polieren. 193 8.2.3.2
7.5.4 Einflussgrößen. 196 8.2.3.3
7.5.5 Polierverfahren . 198 8.2.3.4
7.5.5.1 Polieren mit flächenförmigem 8.2.3.5
Werkzeugeingriff. 199
7.5.5.2 Polieren mit punkt- oder linienförmigem 9
Werkzeugeingriff (zonale Politur). 208 9.1
7.5.5.3 Korrekturpolieren . 213 9.2
7.5.6 Polierfehler . 217 9.3
7.5.7 Leistung und Genauigkeit. 220 9.4
7.6 Zentrieren. 225 9.5
7.6.1 Zentrierverfahren. 226
7.6.1.1 Steckzentrieren . 227 10
7.6.1.2 Spannzentrieren. 227 10.1
7.6.2 Zentriermaschinen und Werkzeuge. 228 10.1.1
7.6.3 Bearbeitungsprozess. 231 10.1.2
7.7 Ultrapräzisionszerspanung mit 10.1.2.1
geometrisch bestimmter Schneide. 233 10.1.2.2
7.7.1 Verfahrensgrundlagen. 234 10.1.2.3
7.7.2 Verfahrenseinteilung. 240 10.1.2.4
7.7.3 Drehverfahren . 240 10.1.2.5
7.7.3.1 Drehen rotationssymmetrischer 10.1.3
Geometrien . 241 10.1.4
7.7.3.2 Drehen nichtrotationssymmetrischer 10.1.5
Geometrien . 246 10.1.6
7.7.4 Fräsen. 247 10.1.6.1
7.7.5 Ultraschall-unterstütztesMikrospanen . 251 10.1.6.2
7.7.6 Leistung und Genauigkeit. 253 10.2
7.8 Strukturieren . 256
7.8.1 Gravieren (Abtragen) . 257 10.2.1
7.8.2 Fotolithografisches Strukturieren. 258 10.2.2
7.8.3 Strukturieren aufgetragener Metall- 10.2.3
und Lackschichten. 261 10.2.4
7.8.4 Partieller Schichtauftrag. 262 10.2.5.
7.9 Reinigen. 263 10.2.6.
7.9.1 Manuelles Reinigen . 264 10.2.6.1
7.9.2 Maschinelles Reinigen . 264 10.2.6.2
7.9.3 Strahlreinigung . 267 10.2.7
7.9.4 Ausheizen. 267 10.2.8
7.9.5 Reinigungsfehler. 268 10.2.8.1
Beschichten. 271
Schutzschichten. 272
Lackieren. 272
Oberflächenhärtung. 273
Optische Schichten . 275
Schichtarten. 275
Schichtherstellung. 277
Physikalische Dampfabscheidung (PVD) 277
Chemische Dampfabscheidung (CVD) . . 282
Nasschemische Verfahren. 283
Anwendungen . 285
Entspiegelungsschichten. 285
Vorder- und Oberflächenspiegelschichten 287
Teilerspiegelschichten. 290
Kaltlichtspiegelschichten . 290
Elektrisch leitfähige Schichten. 290
Stoffeigenschaftsändern. 295
Entspannungskühlen. 295
Verfestigen. 297
Altern. 300
Färben. 300
Fototrope Gläser . 302
Fügen. 305
Fügen im technologischen Prozess . 306
Blocken . 306
Kitten . 307
Provisorisches Kitten . 308
Reguläres Kitten . 310
Block- und Streifenkittung. 312
Kitten von prismatischen Teilen. 313
Kittwerkstoffe . 314
Kleben . 315
Gipsen . 315
Ansprengen . 316
Spannen . 320
Mechanisches Spannen. 321
Pneumatisches Spannen . 322
Fügen von optischen Bauelementen/
Montageprozess. 323
Zentrieren, Richten, Justieren . 325
Feinkitten. 329
Kleben . 331
Löten . 336
Versprengen. 339
Fassen von Optiken. 339
Fassen von Rundoptik. 340
Fassen von Prismen. 344
Diffusionsschweißen. 345
Endmontage. 348
Optische Baugruppen . 348
Inhalt
10.2.8.2 Montageverfahren. 350
10.2.9 Mikromontage. 356
11 Ausgewählte Fertigungstechnologien . 363
. 1 Prismenfertigung. 363
.2 Linsenfertigung. 368
.2.1 Linsenfertigung mit CNC-Technik . 368
.2.2 LED-Lupenfertigung . 370
.2.2.1 Konstruktive Lösung. 370
.2.2.2 Fertigung der Linsen. 372
.2.2.3 Optoelektronische Komponenten. 374
.2.2.4 Montage. 374
.3 Fertigung asphärischer Bauteile. 375
.4 Fertigung eines Gleitsichtbrillenglases . . 380
.5 Montage eines Objektivs . 384
.5.1 Fügen der Ein/.ellinsen und Kittglieder . . 385
.5.1.1 Gerichtetes Kleben (Richtkitten). 385
.5.1.2 Ungerichtetes Kleben . 387
.5.2 Justierdrehen . 388
.5.3 Teilmontage. 389
.5.4 Endmontage. 390
Literaturverzeichnis. 393
Hinweise zur beigefügten DVD. 403
Sachwortverzeichnis. 409 |
| adam_txt |
Inhalt
Vorwort. 5
1 Die Entwicklung des Glases und
der Optikfertigung . 11
2 Grundlagen der Optik . 17
2.1 Brechung, Reflexion und Totalreflexion . 17
2.2 Polarisation, Interferenz und Beugung . 18
2.3 Doppelbrechung und Pleochroismus . 22
2.4 Abbildende optische Bauelemente . 23
2.4.1 Transmittierende optische Bauelemente . 23
2.4.2 Reflektierende optische Bauelemente . 27
2.4.3 Teildurchlässige optische Bauelemente . 29
2.4.4 Diffraktive optische Bauelemente. 30
2.5 Abbildungsfehler. 31
2.6 Bewertung der Abbildungsleistung
eines optischen Systems. 34
2.7 Kennzeichnung optischer Bauelemente . 35
2.7.1 Materialangaben . 36
2.7.2 Formangaben. 36
2.7.3 Oberflächenangaben . 37
3 Optische Werkstoffe. 41
3.1 Einteilung der optischen Werkstoffe . 41
3.2 Mineralische Gläser . 41
3.2.1 Definition und Struktur. 41
3.2.2 Herstellung mineralischer Gläser. 42
3.2.3 Eigenschaften mineralischer Gläser . 45
3.2.3.1 Mechanische Eigenschaften. 45
3.2.3.2 Optische Eigenschaften . 49
3.2.3.3 Chemische Eigenschaften. 50
3.2.4 Lieferformen mineralischer Gläser . 51
3.3 Organische Gläser. 53
3.3.1 Definition und Struktur. 53
3.3.2 Ausgewählte Eigenschaften. 55
3.3.3 Anwendungsbereiche und Lieferformen . 56
3.4 Kristallwerkstoffe . 57
3.4.1 Aufbau und Struktur. 57
3.4.2 Ausgewählte Eigenschaften. 59
4 Grundlagen des Fertigungsprozesses . 63
4.1 Entwicklungs-und
Herstellungsprozess . 63
4.1.1 Entwicklungsstufen. 63
4.1.2 Entwicklungsablauf. 64
4.2 Fertigungsarten . 66
4.3 Fertigungsprinzipien. 67
4.4 Einteilung der Fertigungsverfahren. 69
4.5 Technologische Unterlagen . 70
5 Urformen von optischem Glas . 75
5.1 Urformende Verfahren für
mineralische Gläser. 75
5.1.1 Herstellung von Gobs und Pressungen . 75
5.1.2 Herstellung von Glasblöcken. 76
5.1.3 Herstellung von Flachglas . 79
5.2 Urformende Verfahren für
organische Gläser . 82
5.2.1 Gießen . 83
5.2.2 Spritzgießen. 87
5.2.3 Heißprägen. 92
5.2.4 Spritzprägen. 96
5.3 Urformende Verfahren für
Kristallwerkstoffe . 99
5.3.1 Züchtung aus der Gasphase . 99
5.3.2 Kristallzüchtung aus der Lösung. 101
5.3.3 Züchtung aus der Schmelze . 103
6 Umformen von optischem Glas. 109
6.1 Grundlagen . 109
6.2 Pressen. 114
6.2.1 Verfahrensprinzip . 114
6.2.2 Werkzeugform -
Herstellung und Anforderungen. 115
6.2.3 Pressprozess. 117
6.2.4 Anwendungsgebiete . 118
6.3 Senken . 119
6.4 Ziehen. 120
Trennen. 127
Zerteilen. 128
.1 Mechanisches Brechen. 128
.2 Sonderverfahren zum Zurichten. 129
.2.1 Mechanisches Trennen durch Sägen . 130
.2.2 Thermisches Laserstrahlseparieren. 132
.2.3 Wasserstrahlabrasivschneiden . 133
7.2 Schleifen . 136
7.2.1 Verfahrensgrundlagen. 137
7.2.2 Werkzeuge und Maschinen. 139
7.2.3 Trennschleifen. 143
7.2.4 Formschleifen . 147
7.2.4.1 Rundschleifen (Rundieren). 147
7.2.4.2 Flachschleifen . 149
7.2.4.3 Schleifen sphärischer Flächen . 152
7.2.4.4 Schleifen asphärischer Flächen . 159
7.3 Bohren . 165
7.4 Läppen . 169
7.4.1 Verfahrensgrundlagen. 170
7.4.2 Maschinen und Werkzeuge. 171
Inhalt
7.4.3 Betriebs-und Hilfsstoffe für das Läppen 172 8
7.4.4 Einflussgrößen. 174 8.1
7.4.5 Läppverfahren . 176 8.1.1
7.4.5.1 Planläppen . 176 8.1.2
7.4.5.2 Läppen sphärischer Flächen. 178 8.2
7.4.5.3 Feinschleifen mit Läppkinematik . 180 8.2.1
7.4.5.4 Ultraschallschwingläppen. 181 8.2.2
7.4.5.5 Leistung und Genauigkeit. 182 8.2.2.1
7.5 Polieren . 186 8.2.2.2
7.5.1 Verfahrensgrundlagen. 186 8.2.2.3
7.5.2 Maschinen und Werkzeuge. 191 8.2.3
7.5.3 Betriebs-und Hilfsstoffe 8.2.3.1
für das Polieren. 193 8.2.3.2
7.5.4 Einflussgrößen. 196 8.2.3.3
7.5.5 Polierverfahren . 198 8.2.3.4
7.5.5.1 Polieren mit flächenförmigem 8.2.3.5
Werkzeugeingriff. 199
7.5.5.2 Polieren mit punkt- oder linienförmigem 9
Werkzeugeingriff (zonale Politur). 208 9.1
7.5.5.3 Korrekturpolieren . 213 9.2
7.5.6 Polierfehler . 217 9.3
7.5.7 Leistung und Genauigkeit. 220 9.4
7.6 Zentrieren. 225 9.5
7.6.1 Zentrierverfahren. 226
7.6.1.1 Steckzentrieren . 227 10
7.6.1.2 Spannzentrieren. 227 10.1
7.6.2 Zentriermaschinen und Werkzeuge. 228 10.1.1
7.6.3 Bearbeitungsprozess. 231 10.1.2
7.7 Ultrapräzisionszerspanung mit 10.1.2.1
geometrisch bestimmter Schneide. 233 10.1.2.2
7.7.1 Verfahrensgrundlagen. 234 10.1.2.3
7.7.2 Verfahrenseinteilung. 240 10.1.2.4
7.7.3 Drehverfahren . 240 10.1.2.5
7.7.3.1 Drehen rotationssymmetrischer 10.1.3
Geometrien . 241 10.1.4
7.7.3.2 Drehen nichtrotationssymmetrischer 10.1.5
Geometrien . 246 10.1.6
7.7.4 Fräsen. 247 10.1.6.1
7.7.5 Ultraschall-unterstütztesMikrospanen . 251 10.1.6.2
7.7.6 Leistung und Genauigkeit. 253 10.2
7.8 Strukturieren . 256
7.8.1 Gravieren (Abtragen) . 257 10.2.1
7.8.2 Fotolithografisches Strukturieren. 258 10.2.2
7.8.3 Strukturieren aufgetragener Metall- 10.2.3
und Lackschichten. 261 10.2.4
7.8.4 Partieller Schichtauftrag. 262 10.2.5.
7.9 Reinigen. 263 10.2.6.
7.9.1 Manuelles Reinigen . 264 10.2.6.1
7.9.2 Maschinelles Reinigen . 264 10.2.6.2
7.9.3 Strahlreinigung . 267 10.2.7
7.9.4 Ausheizen. 267 10.2.8
7.9.5 Reinigungsfehler. 268 10.2.8.1
Beschichten. 271
Schutzschichten. 272
Lackieren. 272
Oberflächenhärtung. 273
Optische Schichten . 275
Schichtarten. 275
Schichtherstellung. 277
Physikalische Dampfabscheidung (PVD) 277
Chemische Dampfabscheidung (CVD) . . 282
Nasschemische Verfahren. 283
Anwendungen . 285
Entspiegelungsschichten. 285
Vorder- und Oberflächenspiegelschichten 287
Teilerspiegelschichten. 290
Kaltlichtspiegelschichten . 290
Elektrisch leitfähige Schichten. 290
Stoffeigenschaftsändern. 295
Entspannungskühlen. 295
Verfestigen. 297
Altern. 300
Färben. 300
Fototrope Gläser . 302
Fügen. 305
Fügen im technologischen Prozess . 306
Blocken . 306
Kitten . 307
Provisorisches Kitten . 308
Reguläres Kitten . 310
Block- und Streifenkittung. 312
Kitten von prismatischen Teilen. 313
Kittwerkstoffe . 314
Kleben . 315
Gipsen . 315
Ansprengen . 316
Spannen . 320
Mechanisches Spannen. 321
Pneumatisches Spannen . 322
Fügen von optischen Bauelementen/
Montageprozess. 323
Zentrieren, Richten, Justieren . 325
Feinkitten. 329
Kleben . 331
Löten . 336
Versprengen. 339
Fassen von Optiken. 339
Fassen von Rundoptik. 340
Fassen von Prismen. 344
Diffusionsschweißen. 345
Endmontage. 348
Optische Baugruppen . 348
Inhalt
10.2.8.2 Montageverfahren. 350
10.2.9 Mikromontage. 356
11 Ausgewählte Fertigungstechnologien . 363
. 1 Prismenfertigung. 363
.2 Linsenfertigung. 368
.2.1 Linsenfertigung mit CNC-Technik . 368
.2.2 LED-Lupenfertigung . 370
.2.2.1 Konstruktive Lösung. 370
.2.2.2 Fertigung der Linsen. 372
.2.2.3 Optoelektronische Komponenten. 374
.2.2.4 Montage. 374
.3 Fertigung asphärischer Bauteile. 375
.4 Fertigung eines Gleitsichtbrillenglases . . 380
.5 Montage eines Objektivs . 384
.5.1 Fügen der Ein/.ellinsen und Kittglieder . . 385
.5.1.1 Gerichtetes Kleben (Richtkitten). 385
.5.1.2 Ungerichtetes Kleben . 387
.5.2 Justierdrehen . 388
.5.3 Teilmontage. 389
.5.4 Endmontage. 390
Literaturverzeichnis. 393
Hinweise zur beigefügten DVD. 403
Sachwortverzeichnis. 409 |
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