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Präzisionsblankpressen

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Effizientes Engineering und Design
Die Aixtooling GmbH ist Ihr innovativer und flexibler Engineering- und Designpartner für präzisionsblankgepresste Glasoptiken.

Das Werkzeugdesign stimmen wir aufgrund umfangreicher Kompetenzen in allen wichtigen Bestandteilen der Prozesskette sehr flexibel auf Ihre Bedürfnisse ab. Hierzu wird beispielsweise der Glasumformprozess durch die Finite Elemente Methode FEM simuliert, was den Iterationsaufwand bei der anschließenden Werkzeugfertigung erheblich reduziert.

In der Werkzeugkonstruktion erfüllen wir Ihre spezifischen Vorgaben und berücksichtigen das zu erwartende Produktionsvolumen. Zudem passen wir das Optik-Design an die fertigungstechnischen Prozesse des Präzisionsblankpressens an.

Vorgehensweise bei der Designentwicklung
FEM Simulation des Pressens einer Plan-Konvex Linse
FEM Simulation
FEM-Analyse

Durch den Einsatz der Finite Elemente Methode (FEM) erarbeiten wir ein optimales Werkzeugdesign

Aixtooling ist heute in vielen Fällen in der Lage auf Basis eines bestehenden Optikdesigns eine Prozessqualifizierung für das Präzisionsblankpressen durchzuführen. Erster Schritt ist in diesen Fällen eine enge Abstimmung bzw. Zusammenarbeit mit dem Optikdesigner. Zuweilen ist es sinnvoll, einzelne Konturelemente im klassischen Linsendesign zu verändern, um die Pressbarkeit der Optik zu verbessern. Auch ist ein Wechsel der Glassorte zu diskutieren, wenn Alternativgläser mit besserem Pressverhalten und ähnlichen optischen Lagen verfügbar sind.

Nachdem das optische Design fixiert ist, beginnt die Werkzeugdesignphase. In vielen Fällen wird begleitend eine Finite Elemente Simulation (FEM) der Pressaufgabe durchgeführt. Dies setzt allerdings voraus, dass eine ausreichende Datenbasis bezogen auf die temperaturabhängigen Materialeigenschaften der gewählten Glassorten vorliegt. Die FEM unterstützt mit Ihrer Aussagekraft den Designprozess an mehreren Stellen. Zum einen lässt sich das Schrunfungsverhalten der Gläser nach der Abkühlung prognostizieren. Hierduch können Formabweichungen der Linse von vornherein im Werkzeugdesign vorgehalten werden. Die FEM liefert aber auch Informationen über das Formfüllverhalten und ermöglicht damit eine optimale Konzeption. Die Simulation von Spannungsverläufen innerhalb der verpressten Linsen verdeutlicht kritische Bereiche und hilft ebenfalls das Design zu verbessern.

Zur Designentwicklung gehört insbesondere auch die Konzeption und Detaillierung der Werkzeugsystemtechnik. Durch die verwendung von Mehrfachwerkzeugen kann die Ausbringung pro Presszyklus deutlich erhöht werden. Der Aufbau von Mehrfachwerkzeugsystemen ist jedoch komplexer und erfordert ein ausgefeiltes Toleranzmanagement, um die Linsenspezifikationen aller Einzellinsen zu treffen. Auch die richtige Wahl der Werkstoffe für unterschiedliche Werkzeugkomponenten spielt hier eine entscheidende Rolle, insbesondere mit Blick auf das Wärmeausdehnungsverhalten.

Kompensation der Formabweichung nach dem Pressen
Im Rahmen der Prozessqualifizierung für eine neue Linse ist eine schnelle Designentwicklung notwendig. Aixtooling setzt hier auf modulare und standardisierte Werkzeugkonzepte.
Werkzeugdesignentwicklung

Im Rahmen einer Prozessqualifizierung ist eine Iteration der Prozesskette zur Optimierung der Formgenauigkeit üblich.

Nach dem Pressen in erster Iteration wird in vielen Fällen eine Abweichung der Linsengeometrie von den Designvorgaben festgestellt. Dies ist den in der Regel sehr hohen Formgenauigkeitsanforderungen in der abbildenden Optik geschuldet.

Auf Basis der erhaltenen Konturinformationen bzw. -daten ist Aixtooling in der Lage, eine geeignete Werkzeugkorrektur vorzunehmen. Zu diesem Zweck müssen die Messdaten zunächst einem präzisen Soll-Ist Abgleich unterzogen werden. Im Anschluss werden die Daten aufbereitet und in geeigneter Form in die Prozesskette zurückgeführt. D.h. es entsteht eine neue Werkzeugsollkontur.

Auch die optischen Eigenschaften der Gläser können sich durch die Heißformgebung verändern. Bezogen auf den Brechnungsindex spricht man hier vom sogenannten "Index Drop". Wenn die Indexänderung nicht bereits auf Basis vorhandener Daten beklannt ist, besteht im Rahmen einer Prozessqualifizierungsphase die Möglichkeit diese messtechnisch zu bestimmen. Ist die Indexänderung bekannt, kann sie im Rahmen der nächsten Pressiteration durch eine entsprechende Optikdesignanpassung berücksichtigt werden.

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