W E R K STO F F E V E R FA H R E N u n d P R Ü F T E C H N I K
f ü r F E I N O P T I K E R
Impressum
Herausgeber
OptoNet e.V. – Kompetenznetz Optische Technologien
Projektleitung und -koordination
Klaus Schindler, Nora Kirsten – OptoNet e.V.
Autoren
Manfred Farker, Ernst Müller, Ingo Schubert,
unter Mitwirkung von Andreas Fischer,
Uwe Jungstand, Jakob Reinisch, Bernhard Wagner
Redaktionelle Schlussbearbeitung
Uwe Jungstand
Gestalterische Umsetzung
design:lab weimar GmbH
Buchgestalterisches Konzept
Daniel Schmidt | schmidt9.net
Satz & Bildbearbeitung
Christiane Schmidt | schmidt9.net
Druck
Druckhaus Gera GmbH
© 2009 OptoNet e.V.
Alle Rechte vorbehalten.
Unautorisierte Vervielfältigung, Speicherung in
Datenverarbeitungssystemen, Übersetzung
sowie Nachdruck oder Veröffentlichung in an-
deren Medien – vollständig oder auszugsweise –
ist ohne Zustimmung des Herausgebers verboten.
ISBN 978-3-00-029486-0
Dieses Buch kann über OptoNet e.V. bezogen werden:
OptoNet e.V.
Abbe-Zentrum Beutenberg
Hans-Knöll-Straße 1
07745 Jena
www.lehrbuch-feinoptik.de
W E R K STO F F E V E R FA H R E N u n d P R Ü F T E C H N I K
f ü r F E I N O P T I K E R
4
Optische Technologien sind nach Einschätzung nationaler und internationa-
ler Experten die Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Alle Prognosen
für das zukünftige Wachstum der optischen Industrie gehen davon aus, dass
die Dynamik dieses Prozesses entscheidend von qualifi zierten Fachkräften
abhängen wird.
Im Bereich der Optikfertigung fehlte seit einigen Jahren eine zusammen-
fassende Darstellung von traditionellem und modernem technologischem
Wissen, das einerseits auf bekannten Grundlagen aufbaut, andererseits
aber auch Erfahrungswissen und betriebliches Know-how beinhaltet.
Ein Autorenteam von erfahrenen Ausbildern, Ingenieuren, Berufs- und
Hochschullehrern schloss im Jahre 2003 mit der Herausgabe einer zweibän-
digen Dokumentation zum Grundlagenwissen in der optischen Fertigungs-
und Prüftechnik diese Lücke. Die große Nachfrage nach dem Material
veranlasste uns mit Unterstützung dieses Autorenteams eine überarbeitete
Version in Angriff zu nehmen.
Mit dem jetzt vorliegenden kompakten Band zur Fertigungs- und Prüf-
technik liegt eine Neuaufl age der Dokumentation vor, in der vorhandene
Inhalte weiter abgeglichen, die physikalischen Grundlagen ergänzt und
Kapitel um moderne Fertigungsverfahren erweitert wurden.
So unterschiedlich der Blickwinkel der Autoren auch in dieser Aufl age
hinsichtlich Auswahl und Darstellung der fachlichen Inhalte ist, so vielfäl-
tig ist auch der Kreis der möglichen Adressaten und Einsatzfelder. Genutzt
werden kann das Material für Auszubildende, als Schulungsmaterial für
Mitarbeiter der Optikfertigung, als Lehrmaterial im Rahmen der Qualifi zie-
rung von Optikmeistern oder als Basis-Studienmaterial für Studenten von
optikrelevanten Studiengängen. Aber auch alle anderen, die sich für Fragen
der Herstellung optischer Bauelemente interessieren, sind angesprochen.
An dieser Stelle sei vor allem den Autoren gedankt, die sich mit viel
Engagement und Durchhaltevermögen der Überarbeitung des Materials
gestellt haben.
Koordiniert und fachlich mit großem Einsatz betreut wurde die Neuauf-
lage durch Uwe Jungstand, dem wir für seine redaktionelle Arbeit, seine
fachlichen Ergänzungen und sein persönliches Engagement ganz besonders
danken.
OptoNet e.V.
Jena, im September 2009
V O R W O R T
51 2 3 4 5 6 7 8 9
1.1 Generelles zum Licht | 14
1.2 Refl exion | 15
1.3 Brechung | 16
1.4 Refl exions- und
Transmissionsgrad | 17
1.5 Totalrefl exion | 18
1.6 Dispersion | 18
1.7 Interferenz | 19
2.1 Optische Gläser | 22
2.1.1 Begriff und Charakter | 22
2.1.2 Eigenschaften des
optischen Glases | 23
2.1.2.1 Optische Eigenschaften | 23
2.1.2.2 Chemische Eigenschaften | 25
2.1.2.3 Mechanische Eigenschaften | 27
2.1.2.4 Thermische Eigenschaften | 29
2.1.2.5 Elektrische Eigenschaften | 29
2.1.3 Werkstofffehler | 29
2.1.4 Einteilung von
optischen Gläsern und
Glaskeramiken | 32
2.2 Optisch wirksame Kristalle | 36
2.2.1 Begriff, Charakter und
Aufbau | 36
2.2.2 Kristallsysteme | 37
2.2.3 Natürliche und synthetische
Kristalle | 38
2.2.4 Eigenschaften der Kristalle | 40
Optische Grundlagen Optische Werkstoffe
ANHANG
I N H A L T
…40
6
3.1 Begriff, Bedeutung und
Gegenstand der Technologie | 46
3.2 Technologischer Prozess | 47
3.2.1 Einteilung der
Fertigungsverfahren | 47
3.2.2 Fertigungsprinzipien | 47
3.2.3 Fertigungsarten | 49
3.3 Technologische
Unterlagen | 50
3.3.1 Zeichnung | 50
3.3.2 Zeichnungsangaben für
tolerierte Eigenschaften
(ISO 10110) | 51
3.3.3 Arbeitsplan | 57
4.1 Begriff und Zweck | 60
4.2 Kleben | 61
4.2.1 Einführung | 61
4.2.2 Kleben und Klebstoffe | 62
4.2.3 Die Klebefl äche | 62
4.2.4 Oberfl ächen-
vorbehandlung | 62
4.2.4.1 Mechanische
Oberfl ächenvorbehandlung | 62
4.2.4.2 Chemische
Oberfl ächenvorbehandlung | 63
4.2.4.3 Thermische
Oberfl ächenvorbehandlung | 63
4.2.5 Einfl ussfaktoren beim
Klebeprozess | 63
4.2.6 Einfl uss der Klebewulst bei
starren Klebern | 64
4.2.7 Einteilung der Klebstoffe | 64
4.3 Betriebs- und Hilfsstoffe | 65
4.3.1 Optische Rohklebekitte oder
Hilfskitte | 65
4.3.1.1 Kunstharzklebekitt | 65
4.3.1.2 Wachsrohklebekitt | 66
4.3.1.3 Kolophonium-
rohklebekitte | 66
4.3.1.4 Schellackrohklebekitte | 67
4.3.2 Feinkitte | 67
4.3.3 Fassungskleber,
Glas-Metall-Kleber | 67
4.4 Rohkittverfahren | 68
4.4.1 Rohkitten | 68
4.4.1.1 Provisorisches Kitten | 68
4.4.1.2 Reguläres Kitten | 70
4.4.1.3 Block- und
Streifenkittung | 72
4.4.1.4 Kitten von Platten und
Prismen | 73
4.4.2 Besondere Werkzeuge,
Vorrichtungen und Methoden
beim Kitten | 74
4.5 Gipsen | 75
4.6 Ansprengen | 76
4.7 Feinkitten | 79
4.8 Spannen | 80
4.8.1 Mechanisches Spannen | 80
4.8.2 Pneumatisches
(Vakuum-) Spannen | 81
4.9 Montage optischer Systeme | 82
4.9.1 Grundlagen | 82
4.9.1.1 Relative
Flächenkippung | 82
4.9.1.2 Refl exbildverfahren | 82
4.9.1.3 Verspannung von Optik | 82
4.9.1.4 Kitten
optischer Bauelemente | 82
4.9.2 Fassen von Optik | 83
4.9.2.1 Formschlüssige
Verbindungen | 83
4.9.2.2 Stoffschlüssige
Verbindungen | 86
4.9.2.3 Kraftschlüssige
Verbindungen | 89
4.9.2.4 Mehrgliedrige Systeme | 90
4.9.3 Montage und Justage von
optischen Systemen | 91
4.9.3.1 Beispiel einer
Objektivmontage | 91
4.9.3.2 Montagearbeitsplatz | 92
Technologische Grundlagen Fügen
71 2 3 4 5 6 7 8 9
5.1 Zurichten | 94
5.2 Schleifen | 97
5.2.1 Begriff und Zweck | 97
5.2.2 Betriebs- und Hilfsstoffe | 98
5.2.3 Beschreibung der
Werkzeuge | 100
5.2.4 Verfahren | 106
5.2.4.1 Trennschleifen | 106
5.2.4.2 Bohren | 110
5.2.4.3 Rundschleifen | 112
5.2.4.4 Zentrierschleifen | 114
5.2.4.5 Schleifen planer Flächen | 119
5.2.4.6 Schleifen sphärischer
Flächen | 123
5.3 Läppen | 129
5.3.1 Begriff und Zweck | 129
5.3.2 Betriebs- und
Hilfsstoffe | 129
5.3.2.1 Läppmittelarten | 129
5.3.2.2 Zweck der Läppmittel | 130
5.3.2.3 Forderungen an die
Läppmittel | 130
5.3.2.4 Beschreibung der
Werkzeuge | 131
5.3.3 Wirkprinzip und
Verfahrensparameter | 133
5.3.4 Maschinen | 133
5.3.5 Läppen planer Flächen | 136
5.3.5.1 Voraussetzungen für eine fein
zu läppende Fläche | 137
5.3.5.2 Das Läppen nach
Ausgleichswinkel | 138
5.3.6 Läppen sphärischer
Flächen | 138
5.3.7 Ultraschallbearbeitung | 140
5.4 Fasen und Mattieren | 141
5.4.1 Fasen prismatischer
Teile | 142
5.4.2 Fasen von Linsen und
runden Platten | 142
5.4.3 Mechanisches
Mattieren | 143
5.5 Polieren | 144
5.5.1 Begriff und Zweck | 144
5.5.2 Polierwerkzeuge und
Poliermittelträger | 144
5.5.2.1 Poliermittelträger | 144
5.5.2.2 Forderungen an die
Poliermittelträger | 144
5.5.3 Auswahl und Anfertigen des
Polierwerkzeugs | 144
5.5.3.1 Filz- und Tuchwerkzeuge | 144
5.5.3.2 Polyurethanwerkzeuge | 146
5.5.3.3 Pechwerkzeuge | 146
5.5.4 Poliermittel | 147
5.5.4.1 Anforderungen und Aufgabe
der Poliermittel | 147
5.5.4.2 Poliermittelarten | 148
5.5.5 Vorgänge beim Polieren | 148
5.5.5.1 Hilfsmittel zum Polieren | 148
5.5.5.2 Abtrennvorgang
(›Poliertheorie‹) | 148
5.5.5.3 Einfl ussgrößen | 149
5.5.5.4 Ergebnisse und
Hinweise | 149
5.5.5.5 Hinweise zu Poliertechnik und
Polierregeln für Pechpolitur | 149
5.5.5.6 Polierfehler | 152
5.5.6 Vor- und Feinpolieren
planer Flächen von Hand
(Wetzen) | 153
5.5.6.1 Vorpolieren als Voraussetzung
zum Feinpolieren | 153
5.5.6.2 Feinpolieren | 154
5.5.7 Magnetorheologisches
Polieren (MRF) | 156
5.6 Feinschleifen, Läppen und Po-
lieren mit Planetenkinematik | 157
5.6.1 Begriff und Zweck | 157
5.6.2 Plan-Feinschleifen | 158
5.6.3 Planläppen | 159
5.6.4 Planpolieren | 160
6.1 Begriff, Zweck und Ziel | 162
6.2 Reinigungsverfahren | 163
6.2.1 Manuelles Reinigen
(Handreinigen) | 163
6.2.2 Maschinelles Reinigen | 163
6.2.2.1 Technische und
physikalische Grundlagen der
Ultraschallreinigung | 164
6.2.2.2 Vorrichtungen für die
Ultraschallreinigung | 165
6.3 Reinigungsmittel | 165
6.4 Verfahrensablauf | 166
6.5 Reinigung und
Glaskorrosion | 166
Trennen Reinigungsverfahren
ANHANG
46…166
8
7.1 Pressen | 168
7.1.1 Begriff, Zweck, Ziel und
Vorgang | 168
7.1.2 Betriebs- und
Hilfsstoffe | 173
7.1.3 Beschreibung der
Werkzeuge | 173
7.1.4 Maschinen | 174
7.1.5 Kühlung | 174
7.1.5.1 Begriff, Zweck, Ziel und
Vorgang | 174
7.1.5.2 Anlagen | 175
7.1.5.3 Leistungsparameter | 175
7.2 Härten | 176
7.3 Bearbeitung kristalliner
Werkstoffe | 178
7.4 Herstellen von Licht- und
Bildleitkabeln | 179
7.4.1 Begriff, Zweck und
Vorgang | 179
7.4.2 Betriebs- und
Hilfsstoffe | 181
7.4.3 Werkzeuge | 183
7.4.4 Maschinen | 183
7.4.5 Leistungsparameter | 185
7.5 Herstellen kugelförmiger
Bauelemente | 185
7.5.1 Begriff, Zweck, Ziel und
Vorgang | 185
7.5.2 Beschreibung von Maschinen
und Werkzeugen | 186
7.6 Herstellen von Strukturbildern
auf optischen Medien | 188
7.6.1 Art der
Teilungserzeugung | 188
7.6.2 Mechanische
Teilverfahren | 189
7.6.2.1 Gravieren | 189
7.6.2.2 Ätzen | 189
7.6.2.3 Aufdampfen von Chrom
(C-Verfahren) | 189
7.6.2.4 Aufdampfen von
Aluminium | 189
7.6.2.5 Schwarzlackverfahren | 190
7.6.2.6 Ultraschallgravieren
(Stoßläppen, Schwingläppen) | 190
7.6.3 Fotochemisches
Teilverfahren | 190
7.6.3.1 Aufdampfen von Chrom | 190
7.6.3.2 Chromverfahren | 190
7.6.3.3 Gelatineverfahren | 190
7.6.3.4 Fotoverfahren | 190
7.7 Beschichten | 190
7.7.1 Allgemeines | 190
7.7.2 Lackieren | 191
7.7.3 Bedampfen | 192
7.7.4 Chemisches
Beschichten | 193
7.7.5 Sputtern | 194
7.8 Bearbeitung nichtsphärischer
Flächen | 194
7.8.1 Bearbeitung von
Asphären | 194
7.8.1.1 Schleifen und Läppen von
Asphären | 195
7.8.1.2 Polieren von Asphären | 196
7.8.2 Zylindrische und torische
Flächen | 197
7.9 Kunststoffoptik | 200
7.9.1 Einleitung | 200
7.9.2 Material | 201
7.9.3 Fertigungsverfahren | 203
7.9.4 Optische Bauelemente
aus Kunststoff | 206
8.1 Begriff und Anwendungs-
kriterien der CNC-Maschinen | 210
8.2 Konstruktionsmerkmale | 211
8.3 Aufbau der CNC-Steuerung | 211
8.4 Lage- und
Geschwindigkeitsregelung | 212
8.5 Wegmesssysteme | 212
8.5.1 Inkrementale
Wegmessung | 212
8.5.2 Absolute Wegmessung | 212
8.6 Steuern | 213
8.6.1 Punktsteuerung | 213
8.6.2 Streckensteuerung | 213
8.6.3 Bahnsteuerung | 213
8.7 Interpolation | 213
8.7.1 Geradeninterpolation | 214
8.7.2 Kreisinterpolation | 214
8.8 Programmaufbau | 214
8.8.1 Aufbau des Satzes | 214
8.8.2 Aufbau des Wortes | 215
8.8.3 Wegbedingungen | 215
8.9 Programmvorbereitung | 217
8.9.1 Koordinatensystem | 217
8.9.2 Bezugspunkte | 217
8.9.2.1 Maschinennullpunkt | 217
8.9.2.2 Werkstücknullpunkt | 217
8.9.2.3 Referenzpunkt | 217
8.9.2.4 Werkzeugträger-
bezugspunkt | 217
8.9.2.5 Werkzeugeinstellpunkt | 217
8.9.3 Prozessparameter und
Werkzeugauswahl | 217
8.9.4 Spannmittelauswahl | 218
8.9.5 Kollisionsbetrachtungen | 218
Spezielle Verfahren CNC-Fertigung
91 2 3 4 5 6 7 8 9
8.10 Inbetriebnahme und
Einrichten einer Optik-CNC-Ma-
schine (Beispiel Polieren) | 219
8.10.1 Ermitteln der
Einstelldaten | 219
8.10.2 Einrichten der
Maschine | 219
8.10.3 Arbeiten mit
Datensätzen | 219
8.10.4 Werkstückgeometrie und
Parameter eingeben | 219
8.10.5 Geometrie-Parameter
(z.B. Polieren) | 220
8.10.6 Werkzeug- und Bearbeitungs-
parameter | 220
8.10.7 Teachen der
Aufnahmehöhen | 221
8.10.8 Abrichtparameter eingeben
und Abrichtbearbeitung | 221
8.10.9 Geometrie-Parameter Polier-
werkzeug Abrichten | 222
9.1 Grundlagen der
Prüftechnik | 224
9.1.1 Vorbemerkungen | 224
9.1.2 Prüfvorgänge | 225
9.1.2.1 Prüfen | 225
9.1.2.2 Messen | 225
9.1.2.3 Lehren | 225
9.1.2.4 Toleranzen und
Passungen | 225
9.1.3 Grundlagen des Messens | 226
9.1.3.1 Der Begriff der Messung | 226
9.1.3.2 Basisgrößen und
Basiseinheiten | 226
9.1.3.3 Messverfahren | 227
9.1.3.4 Messprinzip | 227
9.1.3.5 Die Messkette | 227
9.1.3.6 Messgrößenaufnahme, direkte
und indirekte Messverfahren | 227
9.1.3.7 Messsignalverarbeitung | 228
9.1.3.8 Messwertausgabe | 228
9.1.3.9 Maßverkörperungen für
Längen | 228
9.1.3.10 Maßverkörperungen für
Winkel | 228
9.1.4 Messabweichungen,
Messfehler und Mess-
unsicherheiten | 228
9.1.4.1 Allgemeines | 228
9.1.4.2 Messunsicherheit | 229
9.1.4.3 Fehlergrenzen und
Toleranzen | 229
9.1.4.4 Ursachen für
Messabweichungen | 229
9.1.4.5 Fehlerquellen | 229
9.1.4.6 Absoluter Fehler | 230
9.1.4.7 Relativer Fehler | 230
9.1.4.8 Prozentualer Fehler | 230
9.1.4.9 Zufälliger Fehler | 230
9.1.4.10 Kippfehler | 230
9.1.4.11 Messfehler durch
Temperatureinfl üsse | 230
9.1.4.12 Regeln beim Feinmessen | 230
9.1.4.13 Begriffe der Messtechnik | 231
9.2 Materialprüfung | 233
9.2.1 Verfahrensbestimmung | 233
9.2.2 Ausgewählte Verfahren,
Mess- und Prüfmittel | 233
9.2.2.1 Spannungsdoppel-
brechung | 233
9.2.2.2 Blasen und Einschlüsse | 235
9.2.2.3 Inhomogenitäten und
Schlieren | 235
9.2.2.4 Brechzahl | 238
9.3 Längenprüfung | 241
9.3.1 Verfahrensbestimmung | 241
9.3.2 Maßverkörperungen | 241
9.3.2.1 Strichmaße und
Strichmaßstäbe | 241
9.3.2.2 Lehren | 242
9.3.2.3 Endmaße | 242
9.3.3 Ausgewählte Verfahren,
Mess- und Prüfmittel | 244
9.3.3.1 Messschieber | 244
9.3.3.2 Tiefenmaß | 246
9.3.3.3 Bügelmessschraube | 247
9.3.3.4 Messuhren | 249
9.3.3.5 Feinzeiger mit
Einspannschaft | 250
9.3.3.6 Bügelfeinzeiger | 252
9.3.3.7 Feinzeigermessschraube | 253
9.3.3.8 Feinzeiger MO 1/100 | 254
9.3.3.9 Feinzeiger MOP 1/100 | 254
9.3.3.10 Horizontalmikroskop | 255
9.3.3.11 Abbe-Komparator | 256
9.3.3.12 Öffnungsdurchmesser-
Prüfgerät | 258
9.3.3.13 Linsenranddicken-
Messgerät | 260
9.3.3.14 Laserinterferometrischer
Feintaster | 261
9.3.3.15 Laserscanner
(Laufzeitverfahren) | 263
9.3.3.16 Triangulationsverfahren | 263
9.3.3.17 Fokussierverfahren | 264
9.3.3.18 Messtaster mit
Messwertanzeige (HEIDENHAIN) | 264
Prüftechnik
ANHANG
168…264
10
9.4 Winkelprüfung | 267
9.4.1 Verfahrensbestimmung | 267
9.4.2 Maßverkörperungen | 267
9.4.2.1 Feste Winkelendmaße | 267
9.4.2.2 Einstellbare
Winkelendmaße | 269
9.4.3 Ausgewählte Verfahren,
Mess- und Prüfmittel | 271
9.4.3.1 Autokollimations-
fernrohr | 271
9.4.3.2 Werkstattgoniometer | 276
9.4.3.3 Absolutgoniometer | 281
9.4.3.4 OptiWinkel | 282
9.4.3.5 Parallelitätsprüfung am
Planfl ächenprüfgerät | 285
9.5 Form- und Lageprüfung | 287
9.5.1 Verfahrensbestimmung | 287
9.5.2 Ausgewählte Verfahren,
Mess- und Prüfmittel | 288
9.5.2.1 Haarlineal | 288
9.5.2.2 Autokollimationsprüf- und
Kittgerät AZP 1 | 288
9.5.2.3 Zentrierrichtgerät
ZRG-D1 | 290
9.5.2.4 Probegläser und
Probeplatten | 292
9.5.3 Interferometrie | 293
9.5.3.1 Planfl ächenprüfgerät | 295
9.5.3.2 Werkstattinterferometer | 297
9.5.3.3 Digitalinterferometrie | 300
9.5.3.4 Bestimmen und Auswerten
von Passfehlern und Streifen-
mustern | 303
9.5.4 Taktile Formprüfgeräte | 313
9.5.4.1 Rundheitsmessgeräte | 313
9.5.4.2 Zylinderformprüfgeräte | 314
9.6 Oberfl ächenprüfung | 316
9.6.1 Verfahrensbestimmung | 316
9.6.2 Ausgewählte Verfahren, Mess-
und Prüfmittel | 317
9.6.2.1 Lupen | 317
9.6.2.2 Mikroskope | 317
9.6.2.3 Stereomikroskop | 321
9.6.2.4 Tastschnittgerät | 322
9.6.2.5 Laser Scanning
Mikroskop | 324
9.6.2.6 Rasterkraftmikroskop (AFM
– Atomic Force Microscope) | 324
9.7 Spezielle Prüfverfahren | 325
9.7.1 Brennweitenmessung | 325
9.7.2 Transmissions- und Refl exions-
messung von optischen Baue-
lementen und Schichten | 327
9.7.3 Bildverarbeitung | 331
9.7.3.1 Gerätetechnische Grundlagen
der Kameramesstechnik | 332
9.7.3.2 Stufen der
Bildverarbeitung | 332
9.7.3.3 Elektronische CCD-Kameras
und Frame-Grabber | 332
9.7.3.4 Standards und Formate | 333
9.7.3.5 Digitale Bildverarbeitung | 335
9.7.3.6 Farbbilder, Grauwertbilder und
Binärbilder | 335
9.7.3.7 Punktoperationen | 335
9.7.3.8 Filteroperationen | 336
9.7.3.9 Anwendungen der Bildver-
arbeitung in der Optikfertigung | 336
9.7.4 Koordinatenmesstechnik
(KMT) | 337
9.7.4.1 Prinzip der
Koordinatenmesstechnik | 337
9.7.4.2 Bestimmung geometrischer
Basiselemente | 337
9.7.4.3 Erfassung eines
Raumpunktes | 337
9.7.4.4 Koordinatensysteme und
Transformationen | 338
9.7.4.5 Tastkugelradius-
Korrektur | 339
9.7.4.6 Geometrische Basiselemente
und Berechnungsverfahren | 339
9.7.4.7 Mess- und
Auswertestrategie | 339
9.7.4.8 Beurteilung von Mess- und
Berechnungsergebnissen | 339
9.7.4.9 Messabweichungen und
Mess un sicherheit von Koordinaten-
messgeräten | 340
9.7.4.10 Systemkomponenten
und Bauarten von Koordinaten-
messgeräten | 340
9.7.4.11 Längenmesssysteme | 342
9.7.4.12 Tastsysteme | 343
9.7.4.13 Scanning-Verfahren | 344
9.7.4.14 Betriebsarten und
Automatisierungsstufen | 344
9.7.4.15 Software | 344
9.7.4.16 Einsatz der Koordinaten-
messtechnik | 345
9.7.5 Foucaultsche Schatten- oder
Schneidenmethode | 345
9.7.5.1 Einführung | 345
9.7.5.2 Anwendung | 345
9.7.5.3 Prüfgenauigkeit | 345
9.7.5.4 Messprinzip | 345
9.7.5.5 Bearbeitungshinweise zur
Fertigung von Kugelspiegeln | 347
9.7.5.6 Bearbeitungshinweise zur Fer-
tigung von Parabolspiegeln | 349
9.7.5.7 Objektiv- und Linsenprüfung
mit der Schneidenprobe | 351
9.7.5.8 Bearbeitungshinweise zur
Fertigung von Linsen oder
Objektiven | 353
9.7.5.9 Okulartest | 353
11ANHANG1 2 3 4 5 6 7 8 9
9.7.6 Ronchi-Test | 355
9.7.7 Mess- und Prüfverfahren am
Zweifernrohr (Zwof) | 356
9.7.7.1 Grobaufbau des
Prüfgeräts | 357
9.7.7.2 Auswertung der
Intervallgröße | 357
9.7.7.3 Messung des Keilwinkels | 357
9.7.7.4 Bildgüteprüfung | 358
9.7.7.5 Prüfung der Ablenkung von
Keilen mit kleinerem Keilwinkel | 360
9.7.7.6 Vergleich der Ablenkwinkel von
Keilplatten | 361
9.7.7.7 Prüfung von Planspiegeln auf
Ebenheit und Bildgüte mit schräg
A1 Besetzungsberechnung für
Mehrfachtragkörper | 378
A1.1 Runde Teile auf planen oder
wenig gekrümmten
Tragkörpern | 378
A1.2 Linsen auf stärker ge-
krümmten Tragkörpern | 379
A1.3 Drei- und vierlinsige
Tragkörper | 380
A1.4 Beliebige Werkstückfor-
men auf planen Mehrfach-
tragkörpern | 380
A2 Berechnung der
Richtfl ächendurchmesser | 381
A2.1 Plane Richtfl ächen | 381
A2.2 Hohle Richtfl ächen | 382
A3 Pfeilhöhenberechnungen | 383
Literatur | 384
Formelzeichen
& Abkürzungen | 386
Stichwortverzeichnis | 387
Anhang
auffallendem parallelen Strahlenbün-
del | 361
9.7.7.8 Vergleich von Prismen und
Prismengruppen auf Unterschiede in
Ablenkung und Bildgüte | 362
9.7.7.9 Prüfung der Ebenheit von
refl ektierenden Planfl ächen auf Bild-
güte (sphärische Abweichung) | 364
9.7.7.10 Prüfung von 90°-Prismen
und Dachwinkeln | 365
9.7.7.11 Prüfung von Rundoptik | 369
9.7.7.12 Festlegen des ∞-Punktes
bei Fernrohren (Kollimatoren) mit
Auszug | 370
9.7.7.13 Prüfung der Bildgüte von
Fernrohren | 370
9.7.7.14 Einsatz als
Richtungskollimator | 370
9.7.8 Planspiegelprüfungen mit
der Schneidenmethode nach
dem Ritchey-Verfahren | 370
9.8 Prüfmittelüberwachung | 372
9.8.1 Verfahrensbestimmung | 372
9.8.2 Kalibrierintervall | 373
9.8.3 Kalibrierverfahren | 373
9.8.4 Kalibrierkette | 374
9.8.5 Kennzeichnen des
Kalibrierzustandes | 375
9.8.6 Erstellen und Aufbewahren
von Kalibrierschein/
Prüfbericht | 375
9.8.7 Kalibrierzeichen und Überwa-
chungskennzeichen | 376
Prüfplakette (alt) | 376
Prüfplakette (seit 1.10.1999) | 376
Sonderkennzeichnung | 376
Grundplakette | 376
Sperrplakette | 376
Prüfplombe | 376
267…
5
Trennen
Trennen
Den Kern der Optikfertigung
bilden Verfahren der Gruppe
›Spanen mit geometrisch unbe-
stimmter Schneide‹ aus der Fer-
tigungshauptgruppe ›Trennen‹.
In der Vorfertigung gewinnt das
Schleifen zunehmend an Bedeu-
tung gegenüber dem Läppen.
Dennoch wird auch der Darstel-
lung des Läppens breiter Raum
gegeben. Es gehört wie das Polie-
ren zu den wichtigsten Grundfer-
tigkeiten der Feinoptiker. Auch
wenn rechnergestützte Korrek-
turverfahren, z.B. das magne-
torheologische Polieren, zur
Verfügung stehen, müssen die
herkömmlichen Poliermethoden,
die Anfertigung und der Umgang
mit Polierwerkzeugen wie auch
der zweckmäßige Einsatz der
Poliermittel beherrscht werden.
Ausführlich werden daher Hin-
weise und Regeln u.a. zur Pech-
politur, zum Feinpolieren von
Hand und zum Vermeiden von
Polierfehlern wiedergegeben.
Wegen gemeinsamer kinema-
tischer Merkmale werden das
Schleifen, Läppen und Polieren
mit Käfi g-Werkstückhalterungen
trotz verschiedener Abtrennme-
chanismen in einem Gliederungs-
punkt zusammengefasst.
Trennen ist Fertigen durch Formänderung eines fes-
ten Körpers. Dabei werden Werkstoffteilchen durch
örtliches Aufl ösen des Zusammenhalts abgetrennt.
Das Wesen aller Trennverfahren besteht in der Form-
änderung eines Werkstücks, wobei die Endform in der
Ausgangsform enthalten ist. Bei der Herstellung von
Werkstücken mittels Trennverfahren bleiben Masse
und Volumen nicht konstant. Wertvolles Material wird
zerspant. Um diesen Verlust gering zu halten, gehen
den Trennverfahren oft Umformverfahren voraus.
Ziel der Trennverfahren ist die endgültige Formge-
bung geometrisch bestimmter Körper. Dabei ist gerings-
ter Aufwand an lebendiger und vergegenständlichter
Arbeit anzustreben. Die große Anzahl der Trennver-
fahren kann in drei wesentliche Fertigungsgruppen
unterteilt werden:
Zerteilen ist das mechanische, stückweise Trennen
von Rohteilen, z.B. Schneiden, Reißen, Zurichten,
.nehcerB
Spanen ist das mechanische Abtrennen von Werk-
stoffteilchen, z.B. Schleifen, Läppen, Polieren.
Abtragen ist das nicht-mechanische Abtrennen von
Werkstoffteilchen, z.B. Ätzen.
106 Trennen
5.2.4 Verfahren
5.2.4.1 Trennschleifen
Werkstücke aus beliebigen Werkstoffen, auch aus
optischen Gläsern und Kristallen, werden durch
Trennschleifen zerteilt. Das Trennschleifen wird mittels
schmaler rotierender, band- oder drahtförmiger Trenn-
werkzeuge ausgeführt. Das Verfahren wird oft noch als
›Sägen‹ bezeichnet.
In der Optikfertigung werden durch Trennschleifen
Rohteile aus optischem Block- oder Barrenglas bzw. aus
vorgearbeiteten Profi len geschnitten.
Beim Trennschleifen von Glas wird der Block
oder Barren mechanisch, manuell oder pneumatisch
zwischen zwei Spannbacken gehaltert. Nachdem die
Solleingabe des Schneidprogramms über das Steuerpult
der Maschine erfolgt ist, werden die Bearbeitungs-
schritte automatisch eingestellt. Alle technologischen
Schritte, wie Start der Trennschleifscheibe, Werkstück-
zustellung, Zwangswerkstückvorschub, Kühlschmier-
mittelzuführung, Rücklauf der Trennschleifscheibe,
Abnahme und Ablegen der geschnittenen Platte usw.
erfolgen nun bis zum völligen Aufteilen des Blocks
automatisch. Nach abgelaufenem Programm fährt die
Maschine in die Ausgangslage zurück und nach Entnah-
me der Schnittplatten kann die Maschine neu bestückt
und gestartet werden. Der Schneidvorgang erfolgt im
Tauchschnitt, d.h. die Trennscheibe taucht vor dem
Werkstück bis zur maximalen Zustelltiefe ab und fährt
dann langsam in einem Schritt durch das Werkstück
hindurch.
Die Maschinentechnik ist auf den Zweck und die
Abmessung des Werkstücks ausgelegt. Es werden zwei
Hauptverfahren unterschieden:
~ das Außenboardtrennschleifverfahren und
~ das Innenlochtrennschleifverfahren
Neben diesen beiden Verfahren kommen bei der
Bearbeitung von optischem Glas und Kristallen weitere
Spezialschneidverfahren, wie Bandtrennmaschine
und Seiltrennmaschine zur Anwendung. Im Weiteren
werden beide Verfahren einschließlich Werkzeuge
beschrieben.
Das Außenboardtrennschleifverfahren leitet seinen
Namen von den Werkzeugen ab. Sie haben auf dem Um-
fang die eingebrachten Diamantkörner, d.h. die Schnei-
den befi nden sich am Außenrand des SÄGEblattes. Die
Maschinentechnik in der Optik ist vielseitig. Neben
den unterschiedlichen Einscheibentrennsägen werden
auch Mehrscheibentrennsägen verwendet. Auf Ein-
scheibentrennsägen wie in Abb. 5-14 gezeigt, können
Blöcke aus optischem Glas von minimalen Größen bis
zu Abmessungen von 1 m Länge getrennt werden. Der
technologische Ablauf ist, wie oben bereits beschrieben,
vollautomatisch.
Präzisionstrennschleifen von sprödharten Werkstoffen
wird nach unterschiedlichen Verfahren mit Diamant-
trennscheiben durchgeführt. Bei der Wahl des Verfah-
rens entscheidet man sich nach:
~ Form und Abmessung des Rohwerkstücks
~ Rangordnung von Zielen wie Dickentoleranz, Paralle-
lität, Oberfl ächengüte, minimaler Schnittverlust
~ Eigenschaften des Diamanttrennschleifwerkzeugs,
insbesondere seine mechanische Stabilität gegen-
über Schnitt- und Vorschubkräften
Abb. 5-14 | Einscheibentrennmaschine mit eingespanntem Glasblock
107ANHANG5
Tauchtrennverfahren
Bei diesem Verfahren taucht das Trennwerkzeug in das
Werkstück ein.
Abb. 5-15 | Tauchtrennverfahren
Längstrennverfahren
Das Trennwerkzeug wird außerhalb des Werkstücks auf
volle Schnitttiefe abgesenkt.
Abb. 5-16 | Längstrennverfahren
Pendeltrennverfahren
Abb. 5-17 | Pendeltrennverfahren
Harte Werkstoffe, wie Saphir, Rubin und Aluminium-
oxidkeramiken, lassen sich bei großen Trenntiefen
nicht problemlos trennen. Der Werkzeugkern kann die
erforderlichen Trennkräfte nicht mehr ohne Verfor-
mung aufnehmen. Deshalb trennt man diese Werkstoffe
im Pendelschnittverfahren.
Zu den modernen Trennschleifverfahren gehört zweifel-
los das Innenlochtrennschleifen. Wie der Name schon
sagt, befi nden sich die Schneiden nicht auf dem Umfang
des Trennwerkzeugs, sondern auf dem relativ großen
Innenloch, welches einen Durchmesser bis zu 380 mm
haben kann. Die Maschine besitzt eine Werkzeugauf-
nahme ähnlich einem Topf, bei dem das Trennwerkzeug
über den Topfrand gespannt wird. Dieses Verfahren
zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, kleinste Rau-
heiten der Werkstückoberfl ächen, einfache und be-
triebssichere Programmierung und leichte Wartung aus.
Der Topf mit dem Werkzeug wird in Drehung versetzt
und das Werkstück wird dabei radial nach außen
bewegt. Das Verfahren eignet sich hervorragend zum
Trennen von optischem Glas, Kristallen und kristalli-
nen Materialien für die mikroelektronische Industrie.
Beim Trennschleifen von bearbeiteten Rundprofi len
und prismatischen Profi len wird von Teil zu Teil eine
maximale Maßabweichung von < 0,05 mm erzielt. Die
erreichte Planparallelität pro Werkstück liegt bei < 15'
und die Oberfl ächerauheit Rt beträgt maximal 5 µm. Die
Stammblattdicken liegen bei 0,3 bis 0,4 mm und die
Diamantbelagbreiten bei 0,5 bis 0,7 mm, was gleichzei-
tig die Schnittverluste angibt. In Abb. 5-18 wird eine
Innenlochtrennmaschine TS 205 der Fa. Meyer & Burger
gezeigt.
Abb. 5-18 | Innenlochtrennmaschine TS 205
Das Diamantgranulat wird galvanisch auf das Innenloch
aufgebracht. Dabei kommen Körnungen von D 46 bis D
121 zum Einsatz. Die Konzentration S 33 entspricht etwa
einer Konzentration von C 23.
Auch beim Einsatz des Innenlochtrennverfahrens
können zwei Schnittverfahren zur Anwendung gelan-
gen: das Tauchschnittverfahren ( Abb. 5-19) oder das
Rotationsschnittverfahren ( Abb. 5-20).
108 Trennen
Abb. 5-19 | Tauchtrennverfahren
Abb. 5-20 | Rotationstrennverfahren
Mittels Präzisionstrennschleifmaschinen können fol-
gende Dickentoleranzen erreicht werden:
~ kleiner als 0,03 mm beim Trennscheiben mit
Außenbesatz
~ größer als 0,003 mm bei Innenlochtrennmaschine
~ größer als 0,001 mm bei Hochgenauigkeitsmaschinen
und kleinen Trenntiefen
Die Werkstückoberfl ächengüte beim Innenlochtrenn-
schleifen ist abhängig von der Laufruhe, der gleich-
mäßigen Vorschubgeschwindigkeit aber auch von der
Korngröße des Werkzeugs.
Grundsätzlich werden Oberfl ächengüten erzielt, die
kein Vorschleifen erforderlich machen. Die Oberfl ächen
haben die Qualität ›wie feingeläppt‹.
Macht sich, da das Werkzeug keine optimalen
Schneidleistungen mehr erbringt, ein Abrichten/ Schär-
fen erforderlich, sollte dies nur mittels einer Spezialvor-
richtung erfolgen. Dazu sind automatische Abrichtein-
heiten nötig, bei denen man die Diamantbeläge mittels
SiC-Schleifscheiben stirnseitig überschleifen kann.
Für das Außenboardtrennschleifen werden auch
Mehrscheibenwerkzeuge eingesetzt. Die SÄGEblätter
werden im benötigten Abstand auf die Werkzeugwelle
aufgezogen. Der auf dem Maschinentisch gehalterte
Glasblock fährt kontinuierlich durch die rotierenden
Trennwerkzeuge und wird in einem Durchlauf kom-
plett in gleichmäßige Streifen zerteilt. Dieses Verfahren
eignet sich besonders bei Mittel- und Großserienferti-
gung, da bei Umstellung auf andere Schneidmaße nur
die Maschinenwelle mit den komplett vorgerichteten
Werkzeugen ausgewechselt werden muss.
Optisches Glas ist ein wertintensiver Werkstoff,
deshalb sollten bei der Bearbeitung materialschonende
Verfahren zur Anwendung kommen. Da das Trenn-
schleifen oftmals der erste Arbeitsgang ist, bei dem aus
einem Block- oder Barrenglas ein Bauteil ausgearbeitet
wird, entstehen besonders große Schnittverluste. Des-
halb sind die angewandten Verfahren und vor allem die
Werkzeuge unter ökonomischen Gesichtspunkten auszu-
wählen. Für das Außenboardtrennschleifen stehen zwei
Grundtypen an Diamanttrennscheiben (siehe
Abb. 5-21) zur Auswahl:
~ Diamanttrennscheibe mit geschlossenem Rand
~ Diamanttrennscheibe mit segmentiertem Rand
Der Durchmesserbereich des Trennwerkzeugs liegt
zwischen 75 mm und 700 mm. Die Belagbreiten liegen
in der Regel bei 0,8 mm für Scheibendurchmesser bis
150 mm. Sie steigen bis etwa 3,2 mm beim Scheiben-
durchmesser von 700 mm. Die geringen Schnittbreiten
bedingen aber gleichzeitig geringere Stammblattdicken,
was zur Destabilisierung und somit zum Abtriften der
Trennscheibe führen kann. Den größten Einfl uss auf
die Qualität und die Leistung des Verfahrens haben die
Spezifi kation und der Trennscheibentyp. Segmentierte
Trennscheiben eignen sich besonders gut bei langen
Schnitten und bei großen Schnitttiefen. Da dabei das
Trennwerkzeug mit einem großen Eingriffsbogen in
den Werkstoff eintritt, muss eine wirkungsvolle Kühl-
schmierung die Reibkräfte verringern und die Wärme
abführen. Für feinere Schnitte sind vollgesinterte Trenn-
scheiben die günstigeren. Empfehlenswert für große
Schnitttiefen sind Trennscheiben mit Durchmesser
400 bis 750 mm, enggezahnte Ausführung, Belagtiefe
5,0 mm, Körnung D126 bis D 301 in Bronze- oder Me-
tallbindung, z.B. BZ 309. Für engtolerierte Schnitte, bei
denen auch gleichzeitig geringste Kantenaussprünge
erwünscht sind, sind Trennscheiben mit geschlossenem
Rand ab Durchmesser 100 bis 550 mm mit einer Bronze-
oder Kunstharzbindung zu wählen. Die Körnung wird
je nach Vorgabe der Rauheit und Maßtoleranz zwischen
M 63 und D 301 gewählt. Die Konzentration C sollte
nicht kleiner gewählt werden als C = 23. Für Spanfl ä-
chen mit großen Querschnitten kann die Konzentration
bis C = 90 betragen.
109ANHANG5
Trennscheiben für das Innenboardtrennverfahren un-
terscheiden sich völlig von denen für das Außenboard-
trennverfahren. Das Diamantgranulat wird galvanisch
auf das Innenloch aufgebracht. Die Konzentrationsbe-
zeichnung S 33 für diese Trennscheiben entspricht in
etwa der Konzentrationsbezeichnung C 23 für normale
Diamantwerkzeuge. Die Körnung wird aufgrund der
Forderung an feinere Schnitte zwischen M 40 bis D
126 gewählt. Die Oberfl ächenrauheit Rt ist < 5 µm, die
Maßabweichung < 0,02 mm pro Schnitt.
Die Schnittqualität und die Schneidleistung sind von
einigen Faktoren abhängig. Das sind:
~ Schnittgeschwindigkeit vc
~ Zerspanbarkeit (Härte) des Glases
~ Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs vf
~ Werkzeugparameter
Die Schnittgeschwindigkeit (Trennwerkzeugumfangsge-
schwindigkeit) errechnet sich wie folgt:
601000 ·
··= Wz
c
ndv
π
vC Schnittgeschwindigkeit in m/s, d Durchmesser des Werkzeugs in mm, nWz Drehzahl der Werkzeugwelle in min-1
Die Wahl der richtigen Schnittgeschwindigkeit vC muss
unter den Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit
und der Qualität betrachtet werden. Steigert man die
Schnittgeschwindigkeit, nehmen die Schleifkräfte ab,
da dadurch das Diamantkorn häufi ger zum Eingriff
kommt. Dies führt zu einer geringeren Belastung der
Einzelschneide und dies wiederum zu einem geringeren
Verschleiß des Werkzeugs. Andererseits wird aber mehr
Temperatur ins System gebracht, was zu gefährlichen
Randzonenrissen in der Werkstückoberfl äche führen
kann. Die Schleifzeit bleibt von der Erhöhung der
Schnittgeschwindigkeit unberührt. Die Schnittgeschwin-
digkeit vC sollte zwischen 25 und 40 m/s betragen. Als
optimaler Wert in der Praxis hat sich vC mit 30 m/s
erwiesen.
Die Zeitspanfl äche Zf ist ebenfalls abhängig von der
Zielstellung der Qualität und des eingesetzten Werk-
zeugs. Für Grobschnitte mit gezahnten Trennscheiben
liegt die Zeitspanfl äche Zf zwischen 50 und 100 cm2/min. 2/min. 2
Bei Verwendung von Trennscheiben mit geschlossenem
Rand sollte die Zeitspanfl äche Zf nicht größer als 40 cm2/2/2
min gewählt werden. Da die Zeitspanfl äche Zf sich nur
über die Vorschubgeschwindigkeit vf errechnen lässt,
lauten die Formeln wie folgt:
fefe
ff aZoder
a
Zνν ·==
Zf Zeitspanfl äche in cmf Zeitspanfl äche in cmf2/min, vf Vorschubgeschwindigkeit in cm/min, f Vorschubgeschwindigkeit in cm/min, f
ae Schnitttiefe in cm (0,35 x Trennscheibendurchmesser d)
D
H
X
TE
AS
S
Α
H B
D
S
E
S
T
X
β
A = 14
B=3L2
Abb. 5-21 | Diamanttrennwerkzeug mit geschlossenem und segmentiertem Rand
110 Trennen
1. Beispiel 1. Beispiel
Prismatische Teile sollen mit einer Trennscheibe mit
einem Durchmesser von 350 mm geschnitten werden.
Die Schnittgeschwindigkeit vc soll 27 m/s betragen.
Welche Drehzahl muss am Drehzahlpotentiometer
eingestellt werden?
gegeben: d = 350 mm, vC = 27 m/s
gesucht: nWz
Lösung:
dn c
Wz ·
··=
πν 601000
350
60100027
·
··=πWzn
-1Wz minn 32,473.1=
2. Beispiel 2. Beispiel
Ein Glasblock soll mittels einer Trennscheibe von
500 mm Durchmesser zerspant werden. Wie groß
muss die Vorschubgeschwindigkeit vf sein, wenn die
Zeitspanfl äche Zf 80 cm2/min beträgt?2/min beträgt?2
gegeben: Zf = 80 cm2/min2/min2
gesucht: vf
Lösung:
mmmmdae 17550035,035,0 =·=·=
cmcm
a
Z
e
ff 5,17min
80 2
·==ν
min/7,45
min/57,4
mm
cmf
=
=ν
Bei Bandtrennmaschinen läuft als Werkzeug ein dia-
mantbesetztes, endloses Stahlband über zwei Umlenk-
räder. Ähnliche Maschinen sind aus der Holzindustrie
bekannt. Das Verfahren eignet sich besonders zum
Trennen von Blöcken mit großen Abmessungen. Dabei
können die anfallenden Platten grat- und kantenfrei
gefertigt werden.
Die Bearbeitung von temperaturempfi ndlichen opti-
schen Gläsern und vor allem von Kristallen gestaltet
sich oftmals sehr schwierig. Sowohl beim Trennschlei-
fen mit Außenboardtrennschleifscheiben als auch mit
BandSÄGEN werden hinsichtlich defektfreier Schnitte
und Oberfl ächen keine befriedigenden Ergebnisse er-
zielt. Eine Lösung dieses Problems konnte erst mit dem
SeilSÄGEverfahren erreicht werden.
Das Werkzeug kann blanker oder diamantbesetzter
Stahldraht sein – endlos oder auf Vorratsspulen. Der
Draht arbeitet sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
in das Werkstück ein. Dieses Verfahren kommt da zur
Anwendung, wo große Werkstücke zerspant werden
sollen. Es werden auf Wasser basierende Kühl- und
Spülmittel verwendet. Um feinere Schnitte mit Schnitt-
verlusten von < 1 mm durchführen zu können, werden
feine Stahldrähte eingesetzt. Zur Unterstützung des
Trennprozesses wird eine Schleifemulsion, bestehend
aus Normalkorund oder Siliziumkarbid mit Wasser,
gleichmäßig in den Sägespalt eingebracht. Die Schnei-
den des Läppmittels bewirken beim schnellen Durchzie-
hen und beim Andrücken des Stahldrahtes gegen das
Werkstück den Materialabtrag.
5.2.4.2 Bohren
Im Unterschied zu den Spiralbohrern der Metallbran-
che sind Bohrer für Glas in der Mitte hohl, ähnlich
einem Rohr, auf dessen Mantelfl äche eine dünne
Schneidlippe aus gesintertem Diamantboard aufgesetzt
(hartgelötet) ist. Somit sind beim Bohren gleichzeitig
mehrere Schneiden im Einsatz, nach den Defi nitionen
der DIN 8580 handelt es sich um ein Schleifverfahren.
Der Zweck des Bohrens besteht in der Glasbranche
allgemein im Einbringen von Löchern in Glasplatten
und Fenster für Befestigungs- und Verbindungsele-
mente. In Brillengläser werden z.B. Befestigungslöcher
zur Halterung an der Fassung eingebracht. Im Optik-
sektor ist der Bohrvorgang meist ein Arbeitsgang, um
Rundlinge für die weitere Fertigung von Linsen zu
gewinnen.
Der Vorgang bzw. das Einbringen der Bohrung läuft
dabei wie folgt ab: Die in Umdrehung versetzte ring-
förmige Schneidlippe mit dem eingesinterten Diamant-
board schleift eine Rille in das zu bohrende Material,
wobei in der Mitte ein Zylinder, der Kern, stehen bleibt
oder beim Durchbohren herausfällt.
Die Konstruktion der Bohrwerkzeuge unterscheidet
sich unwesentlich voneinander. Der Grundkörper ist
ein Rohr mit Gewindeansatz. Die aufgelöteten Dia-
mantkronen können einen geschlossenen oder einen
segmentierten Rand haben. Lediglich Bohrer zum
Bohren kleiner Durchmesser ab 0,8 bis 10,0 mm, sind
galvanisch mehrschichtig hergestellte Bohrer wie sie
in Abb. 5 -22 dargestellt sind. Zum Bohren kleiner
Durchmesser muss, um die Schnittgeschwindigkeit vC
von etwa 2 m/s zu erreichen, mit einer schnelllaufenden
Bohrspindel mit nWz > 9000 min-1 gearbeitet werden.
111ANHANG5
Spülbüchse
Spannzange
Bohrer mit Kernauswerfer
Abb. 5-22 | Bohrspindel mit eingespanntem Bohrer
Größere Kerndurchmesser werden mittels Diaman-
thohlbohrern hergestellt. In der Regel verwendet
man Bohrer mit geschlossenem Rand bis zu einem
Kerndurchmesser von 100 mm. Bei Fertigung von
Kerndurchmessern von > 100 mm werden Bohrer mit
segmentierten Bohrkronen eingesetzt. In der Abb. 5-
23 ist eine schematische Darstellung von Bohrern mit
geschlossenem und segmentiertem Rand zu sehen.
XL 1
L
D
D1
1/2" Gaz
Die Breite der Schneidlippe beträgt bei Bohrern mit
geschlossenem Rand 1 mm, d.h. die Differenz zwischen
innerem (D1) und äußerem Bohrkronendurchmesser (D)
beträgt generell 2 mm. Das Stahlrohr hat eine Wandstär-
ke von 0,6 mm, wodurch ein notwendiges inneres und
äußeres Spiel von jeweils 0,2 mm erreicht wird. Dieser
Freischnitt ist notwendig, damit jegliche Reibung des
Grundkörpers am Glas vermieden und das Kühlschmier-
mittel ungehemmt zwischen Kern und Wandung fl ießen
kann. Nur mit einem ausreichenden Kühlmittelstrom
und -druck können optimale Bohrergebnisse erzielt
werden. Zur Unterstützung einer ausreichenden Küh-
lung sollten bei Bohrern mit vollgesintertem Rand mit
einer Metallsäge Schlitze in die Bohrkrone eingebracht
werden. In Tab. 5-10 werden erprobte Werte für den
Kühlschmiermitteldruck angegeben.
Bohrdurchmesser in mm KSS -Druck in bar
2 – 5 5 – 3
6 – 10 3 – 2
11 – 20 2 – 1
21 – 40 1 – 0,5
41 – 120 0,5 – 0,2
Tab. 5-10 | Kühlschmiermitteldruck
Die Schlitze sollten nach längerem Gebrauch des Boh-
rers nachgearbeitet werden.
Sollen Bohrungen mit einem Durchmesser > 100 mm
eingebracht werden, so sind Bohrer mit segmentierten
Bohrkronen gegenüber vollgesinterten im Vorteil. Die
L2 W
D1
D
XL 1
L
1/2" Gaz
Abb. 5-23 | Bohrer mit geschlossenem und segmentiertem Rand (Gaz: Rohrgewinde, Sonderausführung)
112 Trennen
Kontaktfl äche, die sich bekanntlich beim Bohrer ständig
im Einsatz befi ndet, wird bei großen Bohrerdurchmes-
sern auch immer größer. Das erfordert eine enorme Vor-
schubkraft auf das Werkzeug. Segmentierte Bohrkronen
reduzieren die Schleiffl äche, sodass sich der Druck auf
das Werkzeug stark verringert. Außerdem ermöglichen
die Abstände zwischen den Segmenten den ungehinder-
ten Zutritt des Kühl- und Spülmittels und den besseren
Abtransport des Schleifschlammes.
Da beim Bohren größerer Durchmesser oftmals
ungleich höhere Drücke notwendig sind und die
Griffi gkeit stark nachlässt, sollte versucht werden, die
Wirksamkeit des Bohrers durch Änderung der Bohr-
kronenspezifi kation wie Diamantkonzentration und
Bindung zu verbessern.
Der Bohrprozess kann auf herkömmlichen Säulen-
bzw. Ständerbohrmaschinen ( Abb. 5-24), so auch
auf Bohrwerken aus der Metallbranche durchgeführt
werden. Voraussetzung sollte sein, dass die Maschine
im Drehzahlbereich von etwa 300 bis 9000 min-1 in
Stufen oder stufenlos regelbar ist. Weiterhin sollte die
Maschinenwelle mit der Aufnahme des Werkzeugs eine
Mittelbohrung zum Durchleiten des Kühlschmiermittels
besitzen bzw. die Voraussetzung zur Aufnahme einer
Spüldüse, wie in Abb. 5-22 dargestellt, haben.
Zum Erzielen einer optimalen Schneidleistung beim
Bohren von optischem Glas sind Schnittgeschwindigkeit,
Vorschubgeschwindigkeit, Werkzeugparameter und
eine optimale Kühlmittelzufuhr ausschlaggebend. Die
Schnittgeschwindigkeit vc sollte im Bereich zwischen 1,5
bis 2,5 m/s liegen. In Abb. 5-25 kann man, bezogen
auf den Außendurchmesser des Werkzeugs, die Dreh-
zahl der Arbeitsspindel ablesen und diese direkt an der
Maschine einstellen. Sollten zunehmend Bohrungen
mit dem Durchmesser < 5 mm durchzuführen sein, so
ist es von Vorteil, eine Bohrmaschine mit Drehzahlen
> 10000 min-1 einzusetzen.
Zur Herstellung sehr kleiner Bohrungen
s.a. Kap. 5.3.7
10 20 30 40 50 60 70 mm
1000
2000
3000
4000
5000
6000
min-1
0
v=1,5 m/s
v=2,5 m/s
Abb. 5-25 | Optimaler Umfangsgeschwindigkeitsbereich für Diamanthohlbohrer
Die Werkzeugvorschubgeschwindigkeit vf hat großen
Einfl uss auf die Standzeit und die Griffi gkeit des Werk-
zeugs. Bei zu langsamem Vorschub stumpft der Diamant
ab und der Belag verliert an Griffi gkeit. Der Bohrer
muss ständig nachgeschärft werden. Dabei werden
verbrauchte Diamantkörner aus der Bindung herausge-
rissen und die Standzeit geht zurück. Bei zu hohem Vor-
schub erhitzt sich das Werkzeug, die Diamanten werden
aufgrund der Überlastung frühzeitig aus der Bindung
herausgerissen und somit wirkungslos. Der Bereich der
optimalen Vorschubgeschwindigkeit liegt zwischen 30
bis 40 mm/min. Bei Bohrwerken mit automatisch arbei-
tendem Vorschub können Vorschubgeschwindigkeiten
bis 60 mm/min erreicht werden.
5.2.4.3 Rundschleifen
Zylindrische Flächen an optischen Bauelementen kön-
nen durch Außen- oder Innenrundschleifen hergestellt
werden. Im Unterschied zu den als ›Bohren‹ bezeich-
neten Verfahrensvarianten ( Kap. 5.2.4.2) rotieren
beim Rundschleifen Werkzeug und Werkstück um ihre
Achse. Beim Bohren dagegen bewegt sich das Werk-
stück nicht. Der Zweck des Rundschleifens kann einmal
ein notwendiger Vorfertigungsarbeitsgang aber auch
ein Finisharbeitsgang sein. Da in der Praxis oftmals
nur Kleinstserien von Rundscheiben, Linsen, Filtern, Abb. 5-24 | Glasbohrmaschine mit Werkzeug
113ANHANG5
aber auch Deckgläsern benötigt werden, werden diese
über den Schritt des Rundlings gefertigt. Schwer- oder
nichtverpressbare optische Gläser, die für Linsen be-
nötigt werden, sind von den Glaslieferanten als schei-
benförmige ›Fräslinge‹ zu erhalten. Rundlinge können
in Abmessungen von 3 mm bis 1250 mm hergestellt
werden. Sonderabmessungen mit > 1250 mm Durchmes-
ser sind, da es sich meist um Einzelstücke handelt, nur
nach Realisierung eines entsprechenden Glasabgusses
im Glaswerk herzustellen.
Die Fertigung von Rundscheiben wird auf speziellen
Rondiermaschinen oder auf Rundschleifmaschinen aus
der Metallbearbeitung durchgeführt. Die Ausgangspro-
dukte können quadratisch zugerichtete Platten oder
Bohrlinge mit entsprechendem Aufmaß sein. Aber
auch Säulen mit quadratischem Querschnitt werden
auf der Rundschleifmaschine zu Stäben mit rundem
Querschnitt geschliffen. Die Vereinzelung der Stäbe zu
Rundscheiben kann mittels Mehrfachschneidverfahren
erfolgen. Die quadratisch zugerichteten Platten und
auch die Bohrlinge werden zur besseren Handhabung
und zur sicheren Aufnahme zwischen den rotierenden
Spitzen der Maschine zu Säulen zusammengekittet. Die
Säulenlänge sollte entsprechend der technologischen
Vorgabe immer einheitlich sein, damit keine Verände-
rungen der Einstellwerte an der Maschine während
der Fertigung durchgeführt werden müssen. Dabei ist
darauf zu achten, dass die technologisch vorgegebene
Säulenlänge nicht überschritten wird, da sonst deren
Stabilität nicht mehr gesichert ist. In Tab. 5-11 wer-
den, bezogen auf die Durchmesserbereiche, die Säulen-
längen für gekittete Säulen angegeben. Säulen, die aus
einem Stück bestehen, sollten aus Gründen der erhöh-
ten Bruchgefahr beim Rundschleifen nicht länger als
130 mm sein. Außerdem sollte darauf geachtet werden,
dass Rundscheiben mit einem Durchmesser > 200 mm
aufgrund ihres Gewichts auf Maschinen mit waagerech-
tem Werkstücktisch bearbeitet werden.
Durchmesser in mm Säulenlänge in mm
3,0 – 6,0 bis 35
6,1 – 15,0 bis 70
15,1 – 110,0 bis 130
110,1 – 160,0 bis 100
160,1 – 300 bis 60
Tab. 5-11 | Säulenlängen für gekittete Säulen
An den beiden Stirnseiten der gekitteten Säulen werden
zentrisch an je einer Seite eine Mitnehmer- und eine
Zentrierplatte mit Zentrierbohrung angekittet. Die
fertige Säule wird zwischen den Spitzen der Werk-
stückantriebswelle und des Reitstocks gespannt. Nach
Inbetriebnahme der Maschine wird das Werkzeug an
das Werkstück herangeführt. Dabei dreht sich das
Werkstück im Gegenlauf zum Werkzeug mit niedriger
Drehzahl von 3/min bis 200/min, je nach Rundierdurch-
messer. Die stufenlos einstellbaren Werkstückdreh-
zahlen nWs können aus Abb. 5-26 entnommen werden.
300
300
250
200
150
100
50
200
min-1
10050105
Ø[mm]
Abb. 5-26 | Werkstückdrehzahlen bezogen auf Fertigdurchmesser
Neben der Vorschubbewegung, die senkrecht zur Rota-
tionsachse des Werkzeugs abläuft, führen Werkstück
oder Werkzeug eine oszillierende Bewegung parallel
zur Drehachse aus. Dabei überfährt das Werkstück in
den Umkehrlagen die Schleiffl äche des Werkzeugs um
ca. 50 % der Belagbreite. Damit wird gesichert, dass der
Umfang des Werkstücks gleichmäßig und vollständig
abgeschliffen wird. In der Abb. 5-27 werden die
Verfahren Außen- und Innenrundschleifen schematisch
dargestellt.
a
u
nWz
nWs
a
DW
z DW
s
unWs
nWz
Abb. 5-27 | Schema des Außen- und Innenrundschleifens
Die Werkzeuge zum Rundschleifen sind meist Diamant-
Umfangsschleifkörper, seltener SiC- oder EK-Werkzeuge.
114 Trennen
Die Umfangsschleifscheiben haben einen zylindrischen
oder konischen Passansatz. In Abb. 5-28 ist z.B. ein
Rondierwerkzeug mit Passzylinder für die Maschine
DAMA RDM 500 dargestellt.
T
UX
ØH
ØD
Abb. 5-28 | Rondierwerkzeug (bspw. ØD = 150 mm, x Belaghöhe = 6 mm, T und U werden entsprechend der Rollenlänge festgelegt)
Die Abmessungen des Werkzeugs liegen im Außen-
durchmesserbereich von 70 bis 160 mm und einer
Belagbreite von 25 bis 31,5 mm. Die Werkzeugspezifi ka-
tion wird durch die Qualität der Werkstückoberfl äche
(Rauheit), die nach der Bearbeitung erreicht werden
soll, bestimmt. Die gebräuchlichsten Bindungen sind
Bronzebindungen BZ 335 und BZ 444. Für Oberfl ächen-
rauheiten Rt < 15 µm verwendet man z.B. D 91 bis D 126
und mit einer Konzentration von C 75 bis C 125. Die
Rauheit steht im direkten Verhältnis zur Diamantkorn-
größe. Sie beträgt etwa 15 % der Diamantkorngröße.
Die Schnittgeschwindigkeit liegt zwischen 20 und
30 m/s. Das Zeitspanvolumen hängt von der Diamant-
körnung ab. Bei Verwendung von D126 werden etwa
25 cm3/min, bei D64 nur noch 13/min, bei D64 nur noch 13 cm3/min erreicht.3/min erreicht.3
5.2.4.4 Zentrierschleifen
Das Zentrierschleifen, auch ›Zentrieren‹, wird defi niert
als Rund-, Form- oder Profi lschleifen von Linsenrändern
mit Bezug zur optischen Achse. Zentrieren ist meist der
letzte mechanische Arbeitsgang an einer fertig bearbei-
teten Linse, an der eine Randbearbeitung mit gebunde-
nem Korn vorgenommen wird. Es stellt eine besondere
Form des Außenrundschleifens dar. Dabei ist mit höchs-
ter Präzision und Sauberkeit zum Schutz der fertigen
Flächenpolitur vorzugehen. Beim Zentrieren steht die
Realisierung der zeichnungsgerechten Bearbeitung des
Werkstückrands im Vordergrund. Das sind u.a.:
~ Maßgenauigkeit und Zylindrizität des
Werk stückrands
~ Laufgenauigkeit des Zylinders zur optischen Achse
~ Maßgenauigkeit, Lage- und Laufgenauigkeit von
Fasen, Stufen, Einstichen und anderen Konturen zur
optischen Achse oder zu anderen Bezugsfl ächen
Im Fertigungsablauf von Linsen ist nicht zu vermeiden,
dass ein ungleichmäßiger Flächenabtrag beim Schleifen
und Polieren erfolgt. Bei der Bearbeitung der beiden
sphärischen Linsenfl ächen kann es durch Kittfehler
und Dickentoleranzabweichungen auf dem Tragkörper
oder auf anderen Linsenhalterungen (z.B. Spannfutter)
und durch unrunden Lauf des Tragkörpers zu mehr
oder weniger starken Zylinderhöhenabweichungen
kommen. Man spricht dann vom Keilfehler der Linse.
Keilfehler sind fertigungsbedingt, d.h. sie lassen sich
nicht vermeiden. Linsen, die mit einem Keilfehler
behaftet sind, sind zur Abbildung in einem optischen
System nicht geeignet, da das auf die Linse auftreffen-
de Strahlenbündel ausgelenkt würde. Die Linse wäre
somit unbrauchbar. In Abb. 5-29 wird eine Linse mit
einem Keilfehler dargestellt. Es ist zu erkennen, dass
die als mechanische Achse bezeichnete Symmetrielinie
der Außenform und die optische Achse nicht deckungs-
gleich sind.
Die optische Achse ist die Verbindungslinie, die
durch die Krümmungsmittelpunkte C1 und C2 der
beiden Flächen geht. Die mechanische Achse bildet
die Bezugsachse des Systems.
Senkrecht zur Fläche erhält man im Schnittpunkt der
Bezugsachse die Scheitel- bzw. Flächennormale. Der
Zentrierfehler einer sphärischen Fläche besteht nach
DIN ISO 10110-6 aus dem Kippwinkel σ (sigma) zwi-
schen Bezugsachse und Flächennormale. Zentrierfehler
bzw. Zentriertoleranz sind also für jede Fläche einzeln
anzugeben, nicht für die Linse insgesamt.
Die Toleranzangabe 4/1,5' ( Kap. 3.3.2) bedeutet z.B.,
dass ein Flächenkippwinkel σ von 1,5 Winkelminuten
nicht überschritten werden darf.
Für Asphären, Baugruppen und Kittkeile gelten nach
DIN ISO 10110-6 spezielle Regelungen.
Fläche 1 Fläche 2
optische Achse
Bezugsachse C1
C2
σ1
(=mech. Achse)
Abb. 5-29 | Dezentrierte Linse
115ANHANG5
Ziel des Zentrierens ist die Verkleinerung des Flächen-
kippwinkels auf den zulässigen Wert. Gleichzeitig muss
der Außendurchmesser auf das Fertigmaß geschliffen
werden, dabei ist die geforderte Oberfl ächenrauheit
einzuhalten. Häufi g wird das Zentrieren kombiniert mit
dem Schleifen von Fasen, Absätzen und Einstichen am
Außenzylinder.
Zum Einsatz kommen konventionelle, kurvenge-
steuerte und CNC-Zentriermaschinen. Die Linsen
müssen fl uchtend zur optischen Achse ausgerichtet und
aufgenommen werden. Man unterscheidet dabei zwi-
schen Spannzentrieren, Steckzentrieren und weiteren
Verfahrensvarianten.
Das Spannzentrieren kommt für stärker gekrümmte
Linsenfl ächen in Frage. Dafür werden Kräfte genutzt,
die beim Haltern der Linse zwischen zwei fl uchtenden
Spannglocken ein selbsttätiges Ausrichten der Linse be-
wirken ( Abb. 5-30). Linsen mit schwach gekrümmten
Flächen oder meniskenähnliche Bauelemente können
auf diese Weise nicht ausgerichtet werden. Für die Seri-
enfertigung spannzentrierbarer Linsen können Zentrier-
automaten eingesetzt werden.
C2
Formachse
opt. Achse
C1
Spannglocken
Feder-kraft
Abb. 5-30 | Schematische Darstellung des Spannens zwischen den Zentrierglocken
Zur Entscheidungsfi ndung, welches Verfahren angewen-
det werden kann, ist es erforderlich, den Tangentenwin-
kel αT (Keilwinkel zwischen den optischen Flächen) zu
kennen. Grenzwerte für αT enthält Tab. 5-12. Zusätz-
lich enthält die Tabelle Richtwerte für die Breite b, die
beim Spannzentrieren vorliegen sollte. Dünnere, emp-
fi ndlichere Linsen werden meist steckzentriert.
Tab. 5-12 | Grenzwerte für das Spannzentrieren
> = 18° <= 17
Linsengrundform Winkel αT Breite b
<= 2018°> =
=> 22° 18=<
=> 22° 19=<
=> 30° 17=<
30°> = 17<=
αT
α1+α2
α1-α2
α2-α1
α1+α2
α1
α1
b
α T
b
αT
b α T
b α T
b αT
b
α T
Anhang
Das Verzeichnis enthält vorwiegend Begriffe und Ab-
kürzungen der Optik und der Optikfertigung. Allgemein
verbreitete Formelzeichen (z.B. F für Kraft, D oder d
für Durchmesser) werden nicht aufgeführt. Doppelbe-
legungen sind unvermeidlich, wenn sie Standards oder
dem üblichen Gebrauch entsprechen (z.B. N für Nenn-
maß in Fehlerbetrachtungen und für die Fehleranzahl in
Optik-Toleranzangaben). In speziellen Zusammenhängen
werden im Buch zahlreiche weitere Formelzeichen und
Abkürzungen, die hier nicht aufgelistet sind, verwendet
und erläutert.
Zeichen/
Abkürzung Bedeutung
A Apertur
AKF Autokollimationsfernrohr
b Bildweite
C Diamantkonzentration (C100 = 4,4
Karat/cm3)
CGH Computergeneriertes Hologramm
(computer generated hologram)
c Lichtgeschwindigkeit
c spezifi sche Wärme
D Brechkraft ( = 1/f)
F Kennzeichnung für Feinkörnungen
f Brennweite
f Frequenz
G Zeichnungsangabe für geschliffene
Flächen (groundFlächen (groundFlächen ( )ground)ground
g Gegenstandsweite
h Streifendurchbiegung (ISO 10110-5)
I Lichtintensität
I Istwert (in Fehlerbetrachtungen)
IRR Unregelmäßigkeit, Abweichung von
der Kugelform (irregularity function)
KSM Kühlschmiermittel
m Mittendicke einer Linse
N Fehleranzahl (in
Optik-Toleranzangaben)
N Nennmaß (in Fehlerbetrachtungen)
n, n’ Brechzahl
OPD Optische Wegdifferenz (optical path
difference)
P Zeichnungsangabe für polierte Flächen
(polished(polished( )polished)polished
Q Spanvolumen (cm3)
QWQWQ Zeitspanvolumen (cm3/min)3/min)3
R Krümmungsradius, sphärische Fläche
RMS, rms quadratischer Mittenrauwert (root
mean square, = Rqqq)
Ra arithmetischer Mittenrauwert
Rqqq quadratischer Mittenrauwert ( = rms)
RSI rotationssymmetrische Unregelmäßig-
keit (rotationally symmetric irregularity), rotationally symmetric irregularity), rotationally symmetric irregularity
Anteil von IRR
Rt Rauheit (Gesamthöhe des Profi ls)
r Radius, allg.Radius, allg.Radius, allg.
S Sollwert (in Fehlerbetrachtungen)Sollwert (in Fehlerbetrachtungen)Sollwert (in Fehlerbetrachtungen)
SAG Pfeilhöhenfehler (sagitta error)Pfeilhöhenfehler (sagitta error)Pfeilhöhenfehler (sagitta error)
s Streifenabstand (ISO 10110-5)
T Toleranz, Toleranzfeldbreite
vc SchnittgeschwindigkeitSchnittgeschwindigkeitSchnittgeschwindigkeit
vf VorschubgeschwindigkeitVorschubgeschwindigkeitVorschubgeschwindigkeit
Zf Zeitspanfl äche (cm2/min)2/min)2
α AbsorptionsgradAbsorptionsgradAbsorptionsgrad
α Längenausdehnungskoeffi zientLängenausdehnungskoeffi zientLängenausdehnungskoeffi zient
αT Tangentenwinkel,
RandtangentenwinkelRandtangentenwinkelRandtangentenwinkel
βββ’ AbbildungsmaßstabAbbildungsmaßstabAbbildungsmaßstab
Γ Gangunterschied (nm) bei
SpannungsdoppelbrechungSpannungsdoppelbrechungSpannungsdoppelbrechung
Γ’ VergrößerungVergrößerungVergrößerung
δ Ablenkwinkel, AblenkungswinkelAblenkwinkel, AblenkungswinkelAblenkwinkel, Ablenkungswinkel
ε Einfallswinkel
ε’ Refl exionswinkel, BrechungswinkelRefl exionswinkel, BrechungswinkelRefl exionswinkel, Brechungswinkel
εG Grenzwinkel der Totalrefl ektion
ηηη Viskosität
λ WärmeleitfähigkeitWärmeleitfähigkeitWärmeleitfähigkeit
λ LichtwellenlängeLichtwellenlängeLichtwellenlänge
ν Abbe-Zahl
ρρρ Refl exionsgradRefl exionsgradRefl exionsgrad
σ Standardabweichung (Auswertung von
Messreihen)
σ (Flächen-) Kippwinkel (ISO 10110-6)
σi MaterialspannungenMaterialspannungenMaterialspannungen
τ TransmissionsgradTransmissionsgradTransmissionsgrad
τi ReintransmissionsgradReintransmissionsgradReintransmissionsgrad
τ(λ) spektraler Transmissionsgradspektraler Transmissionsgradspektraler Transmissionsgrad
Φ Strahlenfl uss (allg.), auftreffender
Strahlenfl uss
Φτ durchgelassener Strahlenfl uss
Allgemein verwendete Indizes
Ws – Werkstück, Wz – Werkzeug, P – Prüfbereich,
N – Normal (Probeglas), R – Richtfl äche
Formelzeichen & Abkürzungen
StichwortverzeichnisA
Abbe-Zahl | 19, 23
Abbildungsfehler | 302, 353
Abbildungsmaßstab | 17
Abbildungsmaßstab
(Mikroskop) | 318
Abmaß | 225
Abrichten (CNC-Polieren) | 221
Abrichten
(Läppwerkzeuge) | 158, 159
Abrichten
(Schleifwerkzeuge) | 98
Absorption | 24
Absorptionslinie | 23
Absorptionsspektrum | 19, 329
Abtragen | 94, 144
Alkali-Resistenz | 26
Allgemeintoleranz | 55
Anreißen | 95, 171
Ansprengen | 76, 243
Anzeigebereich | 231
Anzeigespanne | 233
Asphären | 194
Ätzen | 143, 189
Aufdampfen | 189, 190
Aufl ösung (CCD-Kamera) | 333
Aufl ösung
(Messtechnik allg.) | 233
Ausdehnungskoeffi zient | 28, 63
Ausgleichswinkel | 138
Außenboardtrennsch -
leifverfahren | 106
Autokollimations-
fernrohr | 271, 276, 289
B
Bahnsteuerung | 211, 213
Bandpassfi lter | 32
Bandtrennmaschine | 106
Bedampfen | 192
Beschichten | 190, 193
Besetzungsberechnung | 378
Bindung (Schleifwerkzeug) | 98, 104
Blasen | 29, 51, 235
Blasenanzahl | 30
Blasenhaltigkeit | 30
Blasenklasse | 30, 52
Blende | 15, 191
Block- und Streifenkittung | 72
Bohren | 66, 110, 141
Brechkraft | 17
Brechung | 16, 23, 17417417
Brechungsgesetz | 16, 277
Brechungswinkel | 16, 18
Brechzahl (= Brechungsindex) | 16,
18, 40, 192, 238
Brechzahlmessung | 239
Brennpunkt | 16
Brennweite | 16, 325, 359
Bügelfeinzeiger | 252
Bügelmessschraube | 228, 247, 7, 7 253
C
Chemische
Oberfl ächenvorbehandlung | 63
Chemisches Härten | 176
CNC-Fertigung | 210
D
Datensatz | 219
Diamant | 44, 100, 129
Diamanthohlbohrer | 111
Diamant-
werkzeug | 98, 100, 109, 158
Dichroismus | 43
Dielektrizitätskonstante | 29
Digitalinterferometrie | 300
DIN 69101 | 104
DIN 8580 | 47
DIN ISO 10110 | 51
DIN ISO 10110-11 | 55
DIN ISO 10110-2 | 51
DIN ISO 10110-3 | 30, 51
DIN ISO 10110-4 | 52
DIN ISO 10110-5 | 52, 306
DIN ISO 10110-6 | 54, 82, 114
DIN ISO 10110-7 | 54
DIN ISO 10110-8 | 54
Dispersion | 18, 23
divergent | 15
Doppelbrechung
(s.a. Spannungsdoppelbrechung)
| 29, 40, 51, 233
Durchlässigkeit τ | 24, 55
E
Edelkorund | 100
Eindringtiefe | 120
Einfallswinkel ε | 15, 16
Einlegeschalenradius | 69
Einlegeverfahren | 69
Einreiben, Einreib- (Aufreib-)
Verfahren | 69, 132
Einschlüsse | 29, 51, 235
elektrische Leitfähigkeit | 29, 100
elektrischen Feldstärke | 42
elektrisches Feld | 14
elektromagnetische Welle | 14, 42
Endmaß | 228, 241, 242
Erzeugnisprinzip | 47
388 Stichwortverzeichnis
G
galvanische Bindung | 104
Genauigkeitsklasse | 233
Gesamtdurchlässigkeit | 24
Gipsen | 75
Glas | 22, 168, 17417417 , 234
Glas-Metall-Kleber | 67
Glascode | 34
Glaskeramik | 32, 265
Gob | 169
Goniometer | 239, 276, 281
Gradientenfaser | 181
Gratfassen | 83
Gravieren | 189, 190
Grenzfl äche | 16, 24, 166
Grenzlehre | 242, 373
Grenzmaß | 225, 242
Grenzwinkel
der Totalrefl exion εG | 18
H
Haftkleber | 65
Härte der Schleifscheibe | 100
Härten | 176
Hauptdispersion | 19, 23
Hauptebene | 16
Hilfskitt | 65
Höchstmaß | 225
Hydrothermalsynthese | 38
I
Inhomogenität | 51, 235, 345
Inkrementale Wegmessung | 212
Innenlochtrennschleifen | 107
Interferenz | 19, 51, 292, 293
Interpolation (von Werkstückkon-
turen) | 213
ISO-Toleranzsystem | 226
isotrop | 17, 7, 7 31, 36, 42
Ist-Maß | 225
J
Justieren (Messtechnik) | 232
Justieren (Montage) | 89
Justieren (Werkzeuge) | 131, 154
K
Kalibrieren | 233, 373, 37437437
Kältebeständigkeit | 63
Kantenaufl age | 71
keramische Bindung | 104
Kerndurchmesser | 111
Kieselglas | 24, 35, 180, 183
Kippfehler | 230
Kippwinkel | 114, 230, 284, 291
Kitten | 60, 68, 79, 82, 288
Klargläser | 24, 32
Klebefl äche | 62, 63
Klebeprozess | 63, 87
Klebewulst | 64
Klebstoff | 61, 62, 64, 87
Klima-Resistenz | 26
Klotzkittung | 68
kohärentes Licht | 20
Kollimator | 272, 325, 357–370
Kollisionsbetrachtungen | 218
Kolophoniumrohklebekitt | 66
Konditionieren | 98
Konkavlinse | 16
Kontaktkleber | 65
konvergent | 15, 16
Konversionsfi lter | 33
Konvexlinse | 16
Konzentration von Diamantgranulat
| 102
Körnung | 101, 107, 7, 7 120, 130
Körnungsbezeichnung | 104
Korrosionsschutz | 99, 190
Kristallbearbeitung | 178
Kristalle | 36–40, 148, 178, 240
Kristallform | 36
Kristallsystem | 37, 7, 7 42
Kristallzucht | 38
Krongläser | 23, 32
Kugelfertigung | 185
Kühlgeschwindigkeit | 17417417 , 175
Kühlschmiermittel (KSM) | 98, 111,
126
Kühlung | 175
Kunstharzklebekitt | 65
Kunststoffbindung | 104
Kunststoffoptik | 200–206
Kurzpassfi lter | 32
F
F.E.P.A - Norm | 102, 130
Faraday-Effekt | 29
Farb- und Filtergläser | 32
Fase | 141
Fasen (= Facettieren) | 141, 142
Fassen von Optik | 83
Fassungskleber | 67
Feinkitte | 60, 67, 7, 7 79
Feintaster | 250, 261
Feinzeiger | 250, 254
Feinzeigermessschraube | 253
Fernrohr | 271, 356, 370
Fertigungsarten | 49
Fertigungshauptgruppen | 47
Fertigungsprinzipien | 47
Flächen-
kippwinkel | 82, 114, 289, 291
Flachschleifen | 120
Flecken-Resistenz | 27
Fleckenbildung | 26, 165
Flussspat | 37, 7, 7 44, 179
Fokussierverfahren | 264
Formlehre | 228, 242
Fraunhofersche Linie | 19
Freihub | 231
Freischnitt | 111
Fresnelschen Formel | 17
Fügen | 47, 7, 7 60, 82
Fügespalt | 61
Fügeverfahren | 60, 61
389ANHANG
L
Lackieren | 191
Lageregelung | 212
Längenprüfung | 241
Langpassfi lter | 32
Längstrennverfahren | 107
Läppen | 94, 129, 143, 157, 7, 7 195, 380
Läppwerkzeug | 131, 137, 7, 7 139
Laserscanner | 263
Lehre
(Prüfmittel) | 228, 241, 242, 37437437
Lehren (Prüfvorgang) | 225
Licht | 14–19
Lichtbüschel | 15
Lichtgeschwindigkeit | 14, 238
Lichtleitfaser | 18, 179, 181, 183
Lichtquelle | 19, 20, 234, 237, 7, 7 353
Lichtstrahl | 14–18, 24, 180
Lichtwellenleiter | 36, 180–185, 261
Linienspektren | 19
Linse | 16, 55, 68, 114, 379
Linsengleichung | 17
Lösemittel | 62, 66, 163, 165, 191
Lupe | 317
N
Naturdiamant | 100
natürliches Glas | 22
Negativlinse | 16, 327
Nennmaß | 51, 225
Neutralfi lter | 33
Newtonsche Ringe | 20, 292, 304
Nicolsches Prisma | 43
O
Oberfl ächen-
fehler | 51, 70, 302, 303, 316
Oberfl ächengüte | 51, 100, 148, 316
Oberfl ächenprüfung | 316, 320
Oberfl ächenrauheit | 54, 120, 125
Oberfl ächenvorbehandlung | 62
Objektiv | 91, 298, 317, 7, 7 325, 351
optische Achse | 50, 82, 114
optische Achse (Kristall) | 42
optische Eigenschaft | 23
optische Klargläser | 24, 32
Optisches Glas | 22–29, 32, 17417417
Orthotest | 250
M
magnetische Feldstärke | 42
Maschinennullpunkt | 217
Maßfase | 142, 143, 256
Maßlehre | 242
Maßver-
körperung | 228, 231, 241, 267
Mattieren | 143
Mechanische Eigenschaften
(von Glas) | 27
Mechanische
Oberfl ächenvorbehandlung | 62
Mehrscheibenwerkzeug | 108
Merkmalswert | 224, 226
mesh (dt. Maschenweite) | 102
Mess-
abweichung | 228, 229, 232, 340
Messbereich | 233
Messbeständigkeit | 233
Messeinrichtung | 231
Messen | 225, 226, 230
Mess-
ergebnis | 54, 227, 7, 7 230, 231, 339
Messfehler | 228, 229, 230, 231
Messgenauigkeit | 231, 266
Messgerätedrift | 233
Messgröße | 226, 227, 7, 7 228, 231
Messkraft | 229, 231
Messprinzip | 226, 227, 7, 7 231, 345
Messregel | 231
Messschieber | 244, 37437437
Messsignalverarbeitung | 228
Messsystem | 212, 217, 7, 7 231, 342
Messtaster | 261, 264
Messtechnik | 224, 226, 228, 231
Messuhr | 249
Messunsicherheit | 228, 231, 272,
340, 37437437
Messverfahren | 226, 227, 7, 7 231
Messwert | 226, 228, 231
Messwertanzeige | 264
Messwertausgabe | 228
Metallbindung | 104, 108
Mikrohärte (Knoophärte) | 27
Mikroskop | 255, 317
Mindestmaß | 225
Mittenrauwert | 54, 313
Moden (Lichtwellen) | 181
Mohs-Härte | 43
Monochromator | 19
390 Stichwortverzeichnis
P
paralleles Licht | 15, 16, 20
Parallelitätsfehler | 78, 281, 287
Parallelplatte | 79, 277
Passfehler | 51, 296, 303
Passung | 225
Pendeltrennverfahren | 107
Pfeilhöhenberechnungen | 383
Phosphat-Resistenz | 26
phototrope Gläser | 33
Planfl ächenprüfgerät | 285, 295
Polarisation | 14, 29, 42, 320, 330
Polarisationsrichtung | 14, 42
Polieren | 94, 144, 148, 160
Poliermittel | 144, 147, 7, 7 149
Poliermittelträger | 144
Poliersuspension | 148
Polymeroptik | 200, 201, 204
Positivlinse | 16
Präzisionstrennschleifen | 106
Pressen | 168–174
Pressform | 168–174
Presspassung | 226
Prisma | 16, 238, 276, 362, 365
Probeglas | 20, 52, 292, 300, 304
Provisorisches Kitten | 68
Prüfbereich | 50, 52, 304
Prüfen | 225, 285, 287
Punktkittung | 68, 75
Punktsteuerung | 213
Schneidgeschwindigkeit | 96
Schnittgeschwindig-
keit | 109–123, 215, 217
Schutzfase | 55, 142, 143
Schwingungs-
richtung | 14, 20, 42, 234
Selbstschärfen | 99
selektive Absorption | 32
Siliziumkarbid | 97, 7, 7 100, 110, 129
Skalenbereich | 232
Skalenlänge | 232
Skalenteil | 89, 232
Skalenwert | 232
Skalieren | 233
Sonotrode | 140
Spanen | 94, 144
Spannen | 80, 81
Spannfutter | 80, 114
Spannheft | 80
Spannmittel | 80, 218
Spannungsdoppel-
brechung | 29, 51, 169, 233
Spannzentrieren | 80, 115
Spanraum | 98, 104
spektrale Absorptionsbanden | 32
Spektrallinie | 19, 303
Spezifi sche Wärme | 29
Sphärometer | 252
Spiegelkippungsgesetz | 15, 277
Spielpassung | 226
Spiralmikroskop | 256
Sputtern | 194
Standzeit | 100
Stellwinkel | 269
stoffschlüssige Verbindung | 79, 86
Strahl (Licht-) | 14, 15, 24, 235, 238
Strahlen (Fertigungsverfahren) | 62
Strahlenbündel | 15, 277, 7, 7 361
Strahlenfl uss | 24
Strahlteiler | 18, 262, 299, 331
Strahlung | 14, 24, 233, 327
Streckensteuerung | 213
Streubereich | 104
Strichmaß | 228, 241, 373
Stufenfaser | 181
Stufenzahl | 31
Synthetischer Diamant | 100
R
Randaufl age | 71, 132, 153, 155, 252
Rautiefe | 114–123, 136, 139, 316
Reaktionsklebstoff | 65
Referenzpunkt | 217
Refl exbildverfahren | 82
Refl exion | 15–18, 23, 55, 193, 327
Refl exionsgesetz | 15
Refl exionsgrad ρ | 17
refl exionsmindernde Schicht | 192
Refl exionsstrahl | 16
Refl exionswinkel ε' | 15
Refraktometer | 23, 238
Reguläres Kitten | 70
Reinigung | 162–166
Reintransmissionsgrad τi | 24
Richtfl äche | 139, 381, 382
Richtpunkt | 381, 383
Rissbildung | 104
Ritzhärte | 43, 140
Ritzhärtetabelle | 43
Rohkitten | 60, 68
Rohkittverfahren | 68
Rohklebekitt | 65, 65–67
Rotationstrennverfahren | 108
Rundheitsmessgerät | 313
S
Sägen | 106
Sammellinse | 16
Säure-Resistenz | 26, 36
Schattenmethode | 31, 237, 7, 7 345
Scheitelbrennwertmesser | 225
Schellackrohklebekitte | 67
Schleifbarkeit | 27
Schleifbarkeitsklasse | 27
Schleifbelag | 101
Schleifbelagspezifi kation | 101
Schleifen | 97–106, 141, 157, 7, 7 195
Schleifkorn | 97, 7, 7 101
Schleifprozess | 97–100, 122, 123
Schleifscheibe | 97–100
Schlieren | 29, 34, 51, 235, 354
Schlierenklassifi kation | 31
Schlierenmethode | 237
Schmelzklebstoffe | 65
Schneidenwinkel | 96, 172
Schneidfl üssigkeit | 96
391ANHANG
T
Tangentenwinkel | 115
Tauchtrennverfahren | 107
Teachen | 220, 221
Teilstrich | 232, 245, 247, 7, 7 277, 7, 7 290
Teilstrichabstand | 232
Teilungen | 188, 189, 191
Teilungswert | 232, 271
Tempern | 63, 192
thermischen Längenausdehnung |
28
Tiefenmaß | 246
Tiefenmessuhr | 249
Tiefenrissbildung | 104
Tiefschleifen | 120
Toleranz | 225, 229
Toleranzfeld | 226
tolerierte Eigenschaft | 51
torische Fläche | 194, 197
Totalrefl exion | 18, 180, 193, 239
Transformationspunkt | 175, 176
Transformationstemperatur | 29,
173
Transmission | 40
Transmissionsabfall | 24
Transmissionsgrad τ | 17, 7, 7 24, 181
Trennen | 47, 7, 7 94, 107, 7, 7 144
Trennschleifen | 106
Trennwerkzeuge | 106
Triangulationsverfahren | 263
Turmalin | 43
Z
Zeichnung | 50, 50–57
Zeichnungsangabe | 51
Zeichnungsfeld | 55
Zeitspanfl äche Zf | 109
Zeitspanvolumen | 120, 126
Zentrieren | 54, 114
Zentrier-
fehler | 55, 114, 283, 290, 369
Zentriertoleranz | 51
Zerstreuungslinse | 16
Zerteilen | 94
Zurichtaufmaß | 97
Zurichten | 94
Zweikomponentenklebstoffe | 64
Zylinderfl äche | 198
Zylinderformprüfgeräte | 314
U
Ultraschallbearbeitung | 140
Ultraschall-
reinigung | 163, 164, 165, 166
Umkehrspanne | 231
Umkitten | 75
V
Vakuumspannen | 81
Vergleichsmessung | 247, 7, 7 255, 340
Verstellbereich | 231, 322
Viskosität η | 28
Vollaufl age | 67, 7, 7 71
Vollkittung | 68
Vorschubgeschwindigkeit | 108–
123, 212, 213
W
Wachsrohklebekitt | 66
Wärmeleitfähigkeit | 29
Warmkitt | 67, 7, 7 79
Wegmesssystem | 212, 342
Welle (Optik) | 14, 16, 42
Wellenausbreitung | 14
Wellencharakter des Lichts | 14
Wellenlänge | 14, 18, 20, 23, 40
Wellenlängenabhängigkeit
der Brechzahl | 18
Wellenlängenbereich | 14
Wellenlängenbereiche | 328
Wellenoptik | 14, 19
Werkstattprinzip | 47
Werkstofffehler | 29, 255
Werkzeugparameter | 219–220
Werkzeugschneide | 126
Wertebereich | 233
Winkelendmaß | 228, 267, 7, 7 269
Winkelfehler | 73, 76, 78, 275, 277
Winkelmesser | 270, 373
Winkelmessung | 16, 267, 7, 7 276–282
Winkelprüfung | 267, 7, 7 276