Abrasive Polierbearbeitung komplexer Funktionsflächen

Mechanisch-abrasive Polierverfahren sind trotz der kontinuierlichen Weiterentwicklung ultrapräziser Schleif- und Läpptechniken sowie der Einführung einer Vielzahl neuer Verfahren wie beispielsweise des magnetorheologischen Polierens (MRF) oder laser- und ionenstrahlunterstützter Polierverfahren heutzutage und wohl auch in der Zukunft ein aus der Optikindustrie nicht weg zu denkendes Bearbeitungsverfahren. Als letzter Fertigungsschritt zur Herstellung hochgenauer Bauteiloberflächen für optische Anwendungen trägt das Polieren wesentlich zur Erzielung der geforderten Oberflächenqualitäten bei. Die durch eine Vorbearbeitung evtl. entstandenen Bearbeitungsspuren und Tiefenschädigungen können mit Hilfe des Polierens weitestgehend entfernt werden. Polierverfahren sind gekennzeichnet durch möglichst keine Formbeeinflussung der vorgelagerten Bearbeitungsverfahren und dem Erreichen niedrigster Rauheitswerte im Nanometerbereich. Das Innovationspotenzial von Polierverfahren resultiert aus der Notwendigkeit, vielfältige Oberflächenformen bei gleichzeitiger Einhaltung hoher geometrischer Genauigkeit bearbeiten zu können. Die Polierbearbeitung planer und sphärischer Flächen ist Stand der Technik, das mechanisch-abraisve Polieren asphärischer Oberflächen sowie Freiformflächen ist dagegen ein iterativer und damit sehr zeitaufwendiger Prozess und ohne messtechnische Zwischenschritte nicht realisierbar. Bei diesen Geometrien handelt es sich jedoch um kontinuierliche, d. h. unstrukturierte Oberflächen ohne geometrische Unstetigkeitsstellen. Da aber auch Oberflächen mit Mikrostrukturen oder weiteren, komplexen Geometrien an optischen Bauteilen ebenfalls hohen Anforderungen bezüglich ihrer Rauheit und Formgenauigkeit genügen müssen, ist die Weiterentwicklung etablierter maschineller Verfahren zum Polieren dieser Geometrieformen notwendig. Mit dieser Arbeit wird ein Beitrag geleistet, bisher unmöglich durch Polieren zu bearbeitende Werkstückgeometrien durch die Neu- und Weiterentwicklung von abrasiven Prozessen maschinell in optischer Qualität bereitstellen zu können. Es wird unterschieden zwischen dem Profilpolieren mit Rotationsbewegung des Poliermittelträgers und dem Schwingungspolieren mit Linearbewegung des Poliermittelträgers. Als übergeordneter Bereich wurde das Verständnis erforderlicher Wirkbewegungen zur geometrieabhängigen Verfahrenseinordnung und zu prozessspezifischen Einflüssen auf das Materialabtragsverhalten erarbeitet.