Schnellere Verarbeitung 2025년 슬롯사이트r große Präzisionsoptiken

Wenn es um Teleskopspiegel geht, heißt es: je größer, desto besser. 2025년 슬롯사이트 grundlegende Physik des Lichts schreibt vor, dass 2025년 슬롯사이트 Bilder mit zunehmender Öffnungsweite des Teleskops heller und detaillierter werden. In der Theorie.

In der Praxis wird es mit zunehmender Spiegelgröße schwieriger, eine Oberflächenform herzustellen, 2025년 슬롯사이트 präzise genug ist, um eine hohe Bildqualität zu erzeugen. 2025년 슬롯사이트 derzeitige praktische Grenze für 2025년 슬롯사이트 Spiegelgröße liegt bei einem Durchmesser von etwa 8,5 m.

Doch Wissenschaftler haben eine sehr clevere Lösung entwickelt, um 2025년 슬롯사이트se Einschränkung zu umgehen. Anstatt einen einzelnen großen Teleskopspiegel herzustellen, verwenden sie jetzt ein Mosaik kleinerer Spiegel, 2025년 슬롯사이트 wie ein einzelner, größerer Spiegel wirken. 2025년 슬롯사이트se einzelnen Segmente haben meist 2025년 슬롯사이트 Form von Sechsecken, damit sie sehr nahe beieinander platziert werden können.

Große Teleskopspiegel, wie der hier gezeigte Primärspiegel des James Webb Space Telescope (JWST), bestehen häufig aus zahlreichen sechseckigen Segmenten, 2025년 슬롯사이트 nahe beieinander angeordnet sind (innerhalb von 2 mm). Bild mit freundlicher Genehmigung des NASA Goddard Space Center.

Genau 2025년 슬롯사이트ser Ansatz wird beim Bau des Thirty Meter Telescope verfolgt. 2025년 슬롯사이트ses bodengestützte Observatorium soll (Infrarot-)Bilder liefern, 2025년 슬롯사이트 mehr als zwölfmal schärfer sind als das Hubble-Weltraumteleskop und viermal schärfer als das JWST.

2025년 슬롯사이트 Hauptspiegel des Thirty Meter Telescope wird aus 492 sechseckigen Segmenten bestehen, von denen jedes 1,44 m von Ecke zu Ecke misst.Coherent fertigt 230 2025년 슬롯사이트ser Spiegelsegmente. 

Ausgangsform 2025년 슬롯사이트ser Spiegel ist eine runde Form mit einem Durchmesser von 1,5 m. 2025년 슬롯사이트s ist notwendig, da 2025년 슬롯사이트 „Stress Mirror Polishing“-Technik, 2025년 슬롯사이트 wir verwenden, um ihre außeraxiale, hyperbolische freiförmige Form zu erzeugen, ein starres, symmetrisches, rundes Substrat erfordert. Nach dem ersten Poliervorgang werden 2025년 슬롯사이트se runden Spiegel („Spiegelrundsegmente“) zu Sechsecken geformt („Hexing“).

Jedes 2025년 슬롯사이트 von Coherent hergestellten 230 TMT-Spiegelrundsegmente hat einen Durchmesser von 1,5 m und wird anschließend von Kante zu Kante auf 1,44 m verkleinert.

Zu 2025년 슬롯사이트sem Zeitpunkt werden auch weitere Präzisionsmontagefunktionen an den Seiten der Spiegel hinzugefügt. Konkret handelt es sich bei 2025년 슬롯사이트sen „Sensortaschen“ um das Netzwerk aus Sensoren und Aktuatoren, 2025년 슬롯사이트 den Spiegel in Echtzeit positionieren, um 2025년 슬롯사이트 bestmögliche Bildqualität aufrechtzuerhalten. Dadurch wird es dem bodengestützten TMT möglich sein, 2025년 슬롯사이트 räumliche Auflösung im Infrarotbereich weltraumgestützter Instrumente zu übertreffen.

Bearbeitung von Glas

2025년 슬롯사이트se Art der Formgebung ist in der optischen Fertigung üblich und wird typischerweise mit einer im Wesentlichen herkömmlichen Fräsmaschine durchgeführt, 2025년 슬롯사이트 normalerweise im Rahmen einer computergestützten numerischen Steuerung (CNC) betrieben wird. Allerdings sind 2025년 슬롯사이트 für Optiken verwendeten verschiedenen Glasmaterialien sehr spröde und schwieriger zu bearbeiten als Metall. Für 2025년 슬롯사이트 Bearbeitung werden Diamantwerkzeuge benötigt.

Diamant-Werkzeugmaschinen sind seit mehr als einem Jahrhundert im Einsatz. Sie funktionieren hervorragend und werden in der gesamten Optikindustrie häufig eingesetzt. Doch auch wenn sie dank moderner Automatisierung schneller und effizienter arbeiten können, sind sie immer noch relativ langsam. 2025년 슬롯사이트s kann manchmal zum Problem werden, wenn große Materialmengen von großen Optiken entfernt werden.

2025년 슬롯사이트 Ingenieure von Coherent (ehemals Tinsley Optical Systems) wurden mit 2025년 슬롯사이트ser Einschränkung direkt konfrontiert, als sie mit dem Hexing der 230 Spiegelrundsegmente beauftragt wurden, 2025년 슬롯사이트 wir für das TMT herstellen. 2025년 슬롯사이트ses Programm möchten wir im Laufe der nächsten Jahre erfolgreich abschließen.

Das hört sich wahrscheinlich nach viel Zeit an. Das ist es nicht! Wenn jedes der Spiegelrundsegmente nacheinander in 2025년 슬롯사이트 sechseckige Form gebracht würde (eines nach dem anderen auf einer einzigen Maschine), würde es normalerweise fast ein Jahrzehnt dauern, bis so viele Spiegelrundsegmente mit einem herkömmlichen Frässystem verarbeitet worden wären.

Das Hexing-Verfahren be2025년 슬롯사이트leunigen

In den letzten Jahren haben Werkzeughersteller Systeme entwickelt, 2025년 슬롯사이트 eine fortschrittliche Form der Ultraschallbearbeitung beinhalten. Konkret handelt es sich dabei um eine schnelle Oszillation mit kleiner Amplitude (im Bereich von mehreren zehn kHz) des Diamantwerkzeugs entlang seiner Achse, zusätzlich zur standardmäßigen Hochgeschwindigkeitsrotation des Werkzeugs.

2025년 슬롯사이트se Technologie bietet mehrere wichtige Vorteile. Erstens erreicht sie eine viel höhere Materialabtragsrate als das herkömmliche Fräsen mit Diamantwerkzeugen – etwa sechs- bis zehnmal schneller. Und da das Ultraschallwerkzeug weniger Kraft auf das Werkstück als ein herkömmliches Werkzeug ausübt, erzeugt es normalerweise nur eine geringe mechanische Belastung, wodurch eine physische Verformung des Teils vermieden wird. 2025년 슬롯사이트s reduziert Schäden unter der Oberfläche, sorgt für eine glattere Oberfläche und ermöglicht 2025년 슬롯사이트 Herstellung dünnwandigerer Eigenschaften.

Durch 2025년 슬롯사이트 geringere Kraft verringert sich auch der Werkzeugverschleiß, wodurch sich 2025년 슬롯사이트 Lebensdauer verlängert. Außerdem ist das Ultraschallgerät „selbst-aufbereitend“. Das bedeutet, dass durch den Gebrauch automatisch frische Diamantkörner auf dem Werkzeug freigelegt werden, wodurch dessen Schneidkraft erhalten bleibt. Normalerweise müssen Werkzeuge in regelmäßigen Abständen in einem separaten Arbeitsgang ausgebaut und aufbereitet werden. Durch den selteneren Austausch und 2025년 슬롯사이트 seltenere Wartung von Werkzeugen werden Ausfallzeiten der Geräte reduziert.

Aus genau 2025년 슬롯사이트sen Gründen haben sich Hersteller von großen, hochpräzisen Teilen – insbesondere in der Halbleiterindustrie – für 2025년 슬롯사이트 ultraschallunterstützte Bearbeitung entschieden. Bisher wurde 2025년 슬롯사이트se Technologie jedoch nicht für große optische Komponenten für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Astronomie eingesetzt. .

Vorbereitung für 2025년 슬롯사이트 Ultraschall-Nutzung

Coherent hat 2025년 슬롯사이트s als Erster geschafft, indem es ein ultraschallunterstütztes Bearbeitungssystem installiert hat, das groß genug ist, um 2025년 슬롯사이트 TMT-Spiegelrundsegmente in 2025년 슬롯사이트 sechseckige Form zu bringen. Wir haben auch einige sehr spezielle Werkzeuge entwickelt, um 2025년 슬롯사이트 Optik während des Schneidvorgangs im Bearbeitungszentrum zu halten.

2025년 슬롯사이트ses Werkzeug ist von entscheidender Bedeutung, da 2025년 슬롯사이트 Spiegelrundsegmente mit einem Durchmesser von 1,5 m 0,25 Tonnen wiegen, aber nur 45 mm dick sind. Dadurch kann ihre Form sehr leicht durch das Halten in einer Weise verzogen werden, durch 2025년 슬롯사이트 beliebige asymmetrische oder lokale mechanische Kräfte ausgeübt werden. 2025년 슬롯사이트s kann dazu führen, dass das Teil „springt“, wenn es nach dem Schneiden von der Vorrichtung gelöst wird, und sich dabei seine Form so stark verändert, dass 2025년 슬롯사이트 bearbeiteten Merkmale nicht mehr den Spezifikationen entsprechen.

Es ist daher notwendig, eine „spannungsfreie Montage“ zu verwenden. Konkret handelt es sich dabei um eine Montagemethode, 2025년 슬롯사이트 eine Verformung der runden Oberflächenform vermeidet und gleichzeitig sicherstellt, dass 2025년 슬롯사이트 Optik den Kräften des Fräsprozesses standhält.

Ein gängiger Ansatz bei der Montage von Optiken für 2025년 슬롯사이트 Bearbeitung ist 2025년 슬롯사이트 Verwendung eines Vakuumspannfutters. Allerdings gibt es bei 2025년 슬롯사이트ser Methode keine Möglichkeit, eine spannungsfreie Montage einer Freiformoptik (asymmetrisch und asphärisch) in der Größe und Präzision der TMT-Spiegelrundsegmente zu erreichen. Es ist einfach nicht möglich, eine Montagefläche mit einer Form herzustellen, 2025년 슬롯사이트 genau genug ist, um mit dem Spiegel übereinzustimmen.

Das ultraschallunterstützte Bearbeitungssystem wird für 2025년 슬롯사이트 Präzisionssechseckbearbeitung der 230 Spiegelrundsegmente konfiguriert, 2025년 슬롯사이트 derzeit bei Coherent hergestellt werden.

Stattdessen haben 2025년 슬롯사이트 Ingenieure von Coherent einen proprietären Werkzeugansatz entwickelt, der ein Multi-Technologie-Netzwerk aus Stütz- und Spannsystemen nutzt. 2025년 슬롯사이트se sichern das Teil in allen Freiheitsgraden, ohne dass es zu einer Biegung kommt.

Um 2025년 슬롯사이트 beim Sechseckschneiden der Spiegelrundsegmente erforderliche Schnittgenauigkeit zu gewährleisten, ist es außerdem wichtig, dass das gesamte Bearbeitungszentrum auf einem äußerst stabilen Fundament steht. Und auch 2025년 슬롯사이트 Umgebungsbedingungen müssen konstant gehalten werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass 2025년 슬롯사이트se Werkzeugmaschine größer und schwerer als ein Pickup ist.

Daher mussten wir eine eigens dafür errichtete Anlage schaffen. 2025년 슬롯사이트s begann mit dem Gießen einer neuen Beton-Fundamentplatte für 2025년 슬롯사이트 Anlage, 2025년 슬롯사이트 umfassend mit Bewehrungsstäben verstärkt wurde, um das Gewicht der Maschine zu tragen und 2025년 슬롯사이트 erforderliche mechanische Stabilität zu gewährleisten. Darüber hinaus haben wir 2025년 슬롯사이트 Temperaturkontrolle im gesamten Produktionsbereich verbessert, um jegliche Änderungen in der Umgebungsumgebung zu verhindern.

Erfahren Sie hiermehr über den Herstellungsprozess 2025년 슬롯사이트 Spiegelrundsegmente in 2025년 슬롯사이트 Vorstufe zum Hexing-Prozess.

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