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Jens Bliedtner, Günter Gräfe
Optiktechnologie
Grundlagen, Verfahren, Anwendungen, Beispiele
Vorwort
8
Inhalt
10
1 Die Entwicklung des Glases und der Optikfertigung
14
2 Grundlagen der Optik
20
2.1 Brechung, Reflexionund Totalreflexion
20
2.2 Polarisation, Interferenzund Beugung
21
2.3 Doppelbrechung und Pleochroismus
25
2.4 Abbildendeoptische Bauelemente
26
2.4.1 Transmittierende optische Bauelemente
26
2.4.2 Reflektierende optische Bauelemente
30
2.4.3 Teildurchlässige optische Bauelemente
32
2.4.4 Diffraktive optische Bauelemente
33
2.5 Abbildungsfehler
34
2.6 Bewertung der Abbildungsleistung eines optischen Systems
37
2.7 Kennzeichnungoptischer Bauelemente
38
2.7.1 Materialangaben
39
2.7.2 Formangaben
39
2.7.3 Oberflächenangaben
40
3 Optische Werkstoffe
44
3.1 Einteilung der optischenWerkstoffe
44
3.2 Mineralische Gläser
44
3.2.1 Definition und Struktur
44
3.2.2 Herstellung mineralischer Gläser
45
3.2.3 Eigenschaften mineralischer Gläser
48
3.2.4 Lieferformen mineralischer Gläser
54
3.3 Organische Gläser
56
3.3.1 Definition und Struktur
56
3.3.2 Ausgewählte Eigenschaften
58
3.3.3 Anwendungsbereiche und Lieferformen
59
3.4 Kristallwerkstoffe
60
3.4.1 Aufbau und Struktur
60
3.4.2 Ausgewählte Eigenschaften
62
4 Grundlagen des Fertigungsprozesses
66
4.1 Entwicklungs- und Herstellungsprozess
66
4.1.1 Entwicklungsstufen
66
4.1.2 Entwicklungsablauf
67
4.2 Fertigungsarten
69
4.3 Fertigungsprinzipien
70
4.4 Einteilung der Fertigungsverfahren
72
4.5 Technologische Unterlagen
73
5 Urformen von optischem Glas
78
5.1 Urformende Verfahrenfür mineralische Gläser
78
5.1.1 Herstellung von Gobs und Presslingen
78
5.1.2 Herstellung von Glasblöcken
79
5.1.3 Herstellung von Flachglas
82
5.2 Urformende Verfahrenfür organische Gläser
85
5.2.1 Gießen
86
5.2.2 Spritzgießen
90
5.2.3 Heißprägen
95
5.2.4 Spritzprägen
99
5.3 Urformende Verfahrenfür Kristallwerkstoffe
102
5.3.1 Züchtung aus der Gasphase
102
5.3.2 Kristallzüchtung aus der Lösung
104
5.3.3 Züchtung aus der Schmelze
106
6 Umformen von optischem Glas
112
6.1 Grundlagen
112
6.2 Pressen
117
6.2.1 Verfahrensprinzip
117
6.2.2 Werkzeugform – Herstellung und Anforderungen
118
6.2.3 Pressprozess
120
6.2.4 Anwendungsgebiete
121
6.3 Senken
122
6.4 Ziehen
123
7 Trennen
130
7.1 Zerteilen
131
7.1.1 Mechanisches Brechen
131
7.1.2 Sonderverfahren zum Zurichten
132
7.2 Schleifen
139
7.2.1 Verfahrensgrundlagen
140
7.2.2 Werkzeuge und Maschinen
142
7.2.3 Trennschleifen
146
7.2.4 Formschleifen
150
7.3 Bohren
168
7.4 Läppen
172
7.4.1 Verfahrensgrundlagen
173
7.4.2 Maschinen und Werkzeuge
174
7.4.3 Betriebs- und Hilfsstoffe für das Läppen
175
7.4.4 Einflussgrößen
177
7.4.5 Läppverfahren
179
7.5 Polieren
189
7.5.1 Verfahrensgrundlagen
189
7.5.2 Maschinen und Werkzeuge
194
7.5.3 Betriebs- und Hilfsstoffe für das Polieren
196
7.5.4 Einflussgrößen
199
7.5.5 Polierverfahren
201
7.5.6 Polierfehler
220
7.5.7 Leistung und Genauigkeit
223
7.6 Zentrieren
228
7.6.1 Zentrierverfahren
229
7.6.2 Zentriermaschinen und Werkzeuge
231
7.6.3 Bearbeitungsprozess
234
7.7 Ultrapräzisionszerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide
236
7.7.1 Verfahrensgrundlagen
237
7.7.2 Verfahrenseinteilung
243
7.7.3 Drehverfahren
243
7.7.4 Fräsen
250
7.7.5 Ultraschall-unterstütztes Mikrospanen
254
7.7.6 Leistung und Genauigkeit
256
7.8 Strukturieren
259
7.8.1 Gravieren (Abtragen)
260
7.8.2 Fotolithografisches Strukturieren
261
7.8.3 Strukturieren aufgetragenerMetall- und Lackschichten
264
7.8.4 Partieller Schichtauftrag
265
7.9 Reinigen
266
7.9.1 Manuelles Reinigen
267
7.9.2 Maschinelles Reinigen
267
7.9.3 Strahlreinigung
270
7.9.4 Ausheizen
270
7.9.5 Reinigungsfehler
271
8 Beschichten
274
8.1 Schutzschichten
275
8.1.1 Lackieren
275
8.1.2 Oberflächenhärtung
276
8.2 Optische Schichten
278
8.2.1 Schichtarten
278
8.2.2 Schichtherstellung
280
8.2.3 Anwendungen
288
8.2.4 Schichtcharakterisierung
294
9 Stoffeigenschaftsändern
298
9.1 Entspannungskühlen
298
9.2 Verfestigen
300
9.3 Altern
303
9.4 Färben
303
9.5 Fototrope Gläser
305
10 Fügen
308
10.1 Fügen im technologischen Prozess
309
10.1.2 Kitten
310
10.1.3 Kleben
318
10.1.4 Gipsen
318
10.1.5 Ansprengen
319
10.1.6 Spannen
323
10.2 Fügen von optischen Bauelementen/Montageprozess
326
10.2.1 Zentrieren, Richten, Justieren
328
10.2.2 Feinkitten
332
10.2.3 Kleben
334
10.2.4 Löten
339
10.2.5. Versprengen
342
10.2.6. Fassen von Optiken
342
10.2.7 Diffusionsschweißen
348
10.2.8 Endmontage
351
10.2.9 Mikromontage
359
11 Ausgewählte Fertigungstechnologien
366
11.1 Prismenfertigung
366
11.2 Linsenfertigung
371
11.2.1 Linsenfertigung mit CNC-Technik
371
11.2.2 LED-Lupenfertigung
373
11.3 Fertigung asphärischer Bauteile
378
11.4 Fertigung eines Gleitsichtbrillenglases
383
11.5 Montage eines Objektivs
387
11.5.1 Fügen der Einzellinsen und Kittglieder
388
11.5.2 Justierdrehen
391
11.5.3 Teilmontage
392
11.5.4 Endmontage
393
Literaturverzeichnis
396
Hinweise zur beigefügten DVD
406
Sachwortverzeichnis
412
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