Engineering und Design

Die Prozesskette zum Präzisionsblankpressen ist komplex und durch zwei Stränge gekennzeichnet: Das Glas und das Werkzeug. Zudem sind Iterationen, d.h. Rückschritte in der Prozessverkettung notwendig
Prozesskette Präzisionsblankpressen
Werkzeugsystem mit zwei asphärischen Formeinsätzen
Werkzeugsystem
FEM-Analyse
Basierend auf der technischen Spezifikation der der Glasoptik muss im ersten Schritt ein geeignetes Werkzeugsystem- sowie ein Glasrohlingsdesign abgeleitet werden. Zur Erreichung höchster Zentriergenauigkeiten kommt einem optimalen Toleranzmanagement dabei eine wichtige Rolle zu. Form- und Maßgenauigkeiten liegen in aller Regel im Mikrometerbereich, da hierdurch z.B. die Zentriergenauigkeiten der späteren Optik signifikant beeinflusst wird. Bei der Materialauswahl stehen die Anforderungen des Glasumformprozesses bei hohen Temperaturen den Möglichkeiten der Fertigungstechnik gegenüber. Eine Kombination aus unterschiedlichen Hochleistungswerkstoffen ist daher unabdingbar.

Aufgrund des hohen fertigungstechnischen Aufwands wird der Glasumformprozess am Fraunhofer IPT durch die Finite Elemente Methode FEM simuliert. Zunächst erfolgt die Erstellung eines Prozessmodells. Der eigentliche Glasumformvorgang unter hohen Temperaturen wird mit Hilfe eines viskos-elastischen Simulationsmodells nachgebildet. Verknüpft mit den Aufheiz- und Abkühlphasen besteht nun die Möglichkeit, das Verhalten des heißen Glases in den unterschiedlichen Prozessphasen zu untersuchen. Zudem erlaubt die Simulation, bei Vorhandensein ausreichender Materialdaten eine Vorhersage der resultierenden Glasgeometrie. Diese Information erlaubt das Vorhalten der Glasschwindung im Werkzeug und reduziert damit den Iterationsaufwand erheblich. Verschiedene Beispiele haben bewiesen, dass Formfehler in der Genauigkeit von ca. 1 µm prognostiziert werden können.
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