Einflussfaktoren auf die Tiefenschädigung beim Feinschleifen von Quarzglas

Ziel der Dissertation war es, durch die Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher System- und Stellgrößen auf die prozessbedingte Tiefenschädigung, eine Basis zur Prozessoptimierung für die Fertigung von Hochleistungsoptiken zu schaffen. Dafür musste zunächst ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Tiefenschädigung im Bereich weniger Mikrometer entwickelt werden. Durch Kombination aus Keilpolitur und Ätzen, sowie Stitching-Mikroskopie und softwaregestützter Bildauswertung konnte im Rahmen dieser Arbeit die Bestimmung der maximalen Tiefenschädigung auf eine Genauigkeit im Submikrometerbereich verbessert werden. In Versuchen an Quarzglas wurde der Einfluss unterschiedlicher Werkzeugkonfigurationen und der Schnittgeschwindigkeit auf die Prozess- und Ausgangsgrößen beim Schleifen untersucht. Um eine herstellerübergreifende Vergleichbarkeit der eingesetzten Schleifscheiben zu ermöglichen, erfolgte zunächst eine Untersuchung der Werkzeuge. Auf Basis der Versuchsergebnisse wurden Korrelationsanalysen für unterschiedliche System-, Stell- und Prozessgrößen durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass bereits anhand der Werkzeugeigenschaften und der Oberflächenrauheit eine gute Abschätzung der Tiefenschädigung vorgenommen werden kann. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sich die maximale Tiefenschädigung über die Längen der Rissquerschnitte auf der polierten Keilfläche berechnen lässt. Die Genauigkeit bei der Bestimmung der Tiefenschädigung und die Möglichkeit der statistischen Überprüfung über die Korrelation zwischen mittlerer Risslänge und maximaler Risstiefe erlauben eine effizientere Auslegung von Prozessketten zur Fertigung von Hochleistungsoptiken. Ebenso liefert die Untersuchung der Rissquerschnitte neue Erkenntnisse über die Morphologie der Tiefenschädigung. ..weiterlesen