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Präzisionsblankpressen
Beim Präzisionsblankpressen wird der zum zähflüssigen Zustand erhitzte Glasrohling mittels Umformwerkzeug in die gewünschte Form gepresst. So wird die direkte Herstellung einbaufähiger Optiken ohne Nacharbeit ermöglicht, da durch den abbildenden Charakter der Umformwerkzeuge die Oberflächenspezifikationen des Stempels auf die Glaslinse übertragen werden und damit zeitaufwendige Schleif- und Polierprozesse lediglich beim Werkzeugbau anfallen. Dies führt insbesondere bei der Herstellung von komplexen Optiken aus Glas in mittleren und großen Stückzahlen zu entscheidenden Verfahrensvorteilen.

Verfahrensprinzip und -verlauf
Verfahrensablauf
Prinzip

Das Präzisionsblankpressen zeichnet sich gegenüber verwandten Technologien in erster Linie durch seine isothermen Pressbedingungen aus. Alternative Verfahren wie das Blankpressen verarbeiten extern erwärmte zumeist stangenförmige Rohgläser. Das heiße Glas wird zwischen zwei kälteren Formwerkzeugen verpresst und sofort im Anschluss wieder entnommen, um extern abzukühlen. Hierdurch wird in der Regel nur eine fertige Funktionsfläche erzeugt, da erst durch eine spandende Nachbearbeitung die Mittendicke der linse eingestellt wird. Auf Grund der starken Schwindung des Glases beim Abkühlen ist es zudem schwierig, höchste Formgenauigkeiten zu erreichen.

Beim Präzisionsblankpressen ist das Erzeugen optischer Bauteile mit beidseitiger Funktionsfläche und höchster Präzision ohne Nacharbeit Standard. Dazu werden präzise vorgeformte oder vorbearbeitete Glasrohlinge mit mindestens feuerpolierter Oberflächenqualität direkt in der Presse im Kontakt mit den Formwerkzeugen erwärmt und bei Temperaturen leicht oberhalb der Transformationstemperatur Tg (400 bis 800°C bei optischen Gläsern, 1500° bei Quarzglas) in die fertige Endform gebracht. Die Abkühlphase erfolgt zunächst unter Aufrechterhaltung eines gezielt geregelten Pressdrucks maschinenintern, d.h. Form und Glas bleiben weiter in Kontakt, und muss durch die präzise Druck-/Temperatursteuerung jedem Anwendungsfall optimal angepasst werden.


Quelle: Fraunhofer IPT

Verfahrensablauf

Im ersten Schritt wird der Glasrohling in das untere Formwerkzeug eingelegt. Dann wird in der Presskammer eine inerte Gasatmosphäre erzeugt. In Schritt 3 werden Glasrohling und Formwerkzeug durch einen Wärmestrahlung aufgeheizt. Bei Erreichen der Presstemperatur, die leicht oberhalb der Transformationstemperatur Tg, je nach Glassorte zwischen 400 und 800 °C liegt, und nach Ablauf der Homogenisierungszeit, werden die beiden Werkzeughälften aufeinander zu bewegt, wobei im Glaskontakt je nach Applikation und Werkzeuggröße bis zu 30 kN Presskraft genutzt wird. Charakteristischerweise haben Glasrohling und Werkzeug während des Pressvorganges die gleiche Temperatur. Durch eine weggesteuerte Pressphase kann die Linsendicke während des Prozesses direkt beeinflusst werden. Mit Beginn der Abkühlphase wird der Gasvolumenstrom in der Presskammer erhöht. Zunächst erfolgt dieser Abkühlvorgang sehr langsam und immer noch unter Last. Durch dieses Vorgehen wird eine unkontrolliert starke Schrumfung des Glases vermieden. Erst mit Unterschreiten der Transformationstemperatur beginnt der schnelle Abkühlprozess und die Werkzeuge bewegen sich auseinander. Im letzen Schritt wird die gepresste Linse nach dem Öffnen der Presskammer entnommen. Be- und Entladevorgänge können selbstverständlich mit entsprechenden Automatisierungssytemen durchgeführt werden.

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