Hannover Messe

Hannover Messe 2019: Ultraleichtgewichtige Metallspiegel mittels additiver Fertigungsverfahren

Fraunhofer IOF / 27.3.2019

Scannerspiegel und Weltraumteleskopspiegel haben eines gemeinsam: Jedes Gramm zählt. Dies sind typische Fälle für Leichtbaustrukturen. Herkömmliche Techniken mit Rückentaschen und gebohrten Strukturen ermöglichen Gewichtsreduzierungen von mehr als 30 Prozent. Das Team des Fraunhofer IOF fertigt eine neue Klasse von Leichtgewichts-Metallspiegeln mit Selective Laser Melting. Ein solcher, additiv gefertigter, Leichtmetallspiegel dient als Exponat des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF auf der diesjährigen Hannover Messe vom 1. Bis zum 5. April.

© Fraunhofer IOF

Additiv gefertigter Metallspiegel mit interner Leichtgewichtsstruktur.

Ultraleichtgewichtige Metallspiegel

Sowohl Weltraumanwendungen als auch schnell bewegliche Scan Systeme verlangen extremen Leichtbau. Die Trägerstrukturen von Metallspiegeln für diese Anwendungen werden mittels additiver Fertigung bzw. selektiven Laserschmelzen und neuen Materialien hergestellt. Sie zeigen vergleichbare oder bessere mechanische Eigenschaften als konventionelle Festkörper bei 60% Gewichtseinsparung. Die Finalisierung zur optischen Qualität erfolgt mittels Ultrapräzisions-Diamantbearbeitung.

Additive Fertigung von Metallspiegeln spart bis zu 75% Gewicht

Durch die Leichtbauweise mit stochastischen oder symmetrischen Strukturen wird eine Massenreduktion von 60 bis zu 75 Prozent erreicht. Mehrere Materialien wurden qualifiziert, wie AlSi12, AlSi40 und Al6061. Freiformspiegel von 150 mm zeigen eine hohe Stabilität und Steifigkeit zusammen mit einer Oberflächenrauigkeit von <1 nm RMS und einer Formabweichung von <150 nm PV.

Die Vorteile gegenüber konventionellen Techniken wie Bohren und Fräsen sind, dass Komponenten direkt und flexibel aus 3D-CAD-Daten hergestellt werden können. Zudem bietet das Verfahren eine hohe Konstruktionsfreiheit sowie Funktionsintegration.

Der Fraunhofer-Verbund Light & Surfaces auf der Hannover Messe Industrie 2019

Weitere Informationen zur Hannover Messe Industrie 2019 und zu den, durch den Fraunhofer-Verbund Light & Surfaces ausgestellten Exponaten, erhalten Sie in regelmäßigen Abständen auf der Verbundhomepage unter »Presse & Events«.

Der Fraunhofer-Verbund Light & Surfaces bündelt die Kompetenzen sechs Fraunhofer-Institute. Die Institute vereinen aufeinander abgestimmte Kompetenzen in den Bereichen Laserfertigungsverfahren, Laser-Strahlquellen, Messtechnik, Medizin und Life Sciences, Optische Systeme und Optikfertigung, EUV-Technologie, Prozess- und Systemsimulation, Werkstofftechnik, Mikro- und Nanotechnologie, Dünnschicht- sowie Plasma- und Elektronenstrahltechnik. Der Verbund besteht seit 2016.