Grenze der Messbarkeit Schleiftechnologie für Hightech-Branchen

Redakteur: Anne Richter

>> Einer der Vorreiter in der Entwicklung der Schleiftechnologie ist der Schleifmaschinenhersteller Okamoto: Für aktuelle und künftige Herausforderungen stellt der Schleifspezialist Okamoto ein umfangreiches Portfolio an abrasiven Konzepten bereit. Das sind hochmoderne Bearbeitungs-, Schleif- sowie Polier- und Läppmaschinen, die bis an die Grenze des Messbaren schleifen und läppen.

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(Bild: Okamoto)

ari. Die Schleiftechnologie in Hightech-Branchen wie etwa Medizin, Optik, Elektronik und Energie entwickelt sich rasant. Denn immer höhere Anforderungen an die Präzision bis in den Nanometerbereich sind Ansporn und Aufgabe für Technologiezulieferer, der Industrie entsprechende abrasive Lösungen bereitzustellen. Als Nikolaus Kopernikus 1509 in seinem Werk «De Revolutionibus Orbium Coelestium» das heliozentrische Weltbild des Sonnensystems beschrieb, nach dem sich die Erde um die eigene Achse dreht und sich zudem wie die anderen Planeten um die Sonne bewegt, wurde er als Narr mit Hirngespinsten abgetan. Seine optischen Hilfsmittel waren von einfachster Art, und auch nachfolgende namhafte Astronomen und Mathematiker wie Galilei, Keppler und Newton waren wenig besser ausgerüstet. Sie alle hätten heute ihre helle Freude an den Möglichkeiten der modernen Astronomie: Superteleskope spüren immer neue Galaxien auf und liefern gestochen scharfe Bilder von der Oberfläche weit entfernter Himmelskörper.

Präzision hat Schlüsselstellung

«Dies ist ein Beispiel, wie sich das Rad der technischen Revolutionen in allen Bereichen der Wissenschaft, der Industrie und des täglichen Lebens immer schneller dreht. Wir als Schleifmaschinenhersteller sind ein Teil davon», so Thomas Loscher, Technical Manager bei Okamoto. «Denn im Bereich Schleifen nimmt der Begriff Präzision mittlerweile eine Schlüsselstellung ein. Und damit schliesst sich der Kreis: Durch präzise geschliffene Oberflächen etwa von Führungsbahnen und Lagern können beispielsweise Teleskope immer genauer und auch grösser konzipiert werden. Ultragenau geläppte Spiegel und Gläser fangen mittlerweile Licht auf, das viele Milliarden Jahre zu uns unterwegs ist.»

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Schleifen und Läppen im Nanometerbereich

Der finale Schliff bis hinunter an die Grenze des Messbaren wird Okamoto von vielen Kunden aus den verschiedensten Hightechbranchen mittlerweile ins Pflichtenheft geschrieben. Mit Okamoto-Bearbeitungsmaschinen und intelligenter Steuerungstechnologie schleifen Hersteller Kugellager, Führungsbahnen oder Planflächen mit einer Oberflächenrauigkeit von beispielsweise Ra = 0,087 µm.

Weiterhin bietet Okamoto Technologietrendsettern der Optik-, Halbleiter- und Elektronikindustrie zum Beispiel mit Backside-Grindern oder Final-Polishern innovative Lösungen an. Ein Beispiel ist der Okamoto Pitch Polisher SPP. Mit ihm ist Läppen und Polieren von Borosilikatglas oder Glaskeramik möglich. Die Anlagengrössen reichen bis hin zum grössten SPP 9800 mit 9,80 m Durchmesser und den dazugehörigen Werkstückauflagen bzw. Käfigen für die zu läppenden und polierenden Werkstücke. Meist werden SPP-Modelle ganz individuell auf die jeweilige Applikation hin massgeschneidert. Die Hightech-Anlagen realisieren beim Bearbeiten von Messgläsern, Präzisionsspiegeln, Luftlagern oder Hochpräzisionsteilen laut Okamoto in speziellen Applikationen eine bisher maschinell unerreichte Ebenheit von 30 nm. Thomas Loscher: «Bedenkt man, dass das Läppen und Polieren eines Teleskopspiegels mitunter bis zu mehreren Monaten andauern kann, bevor er im Hochvakuum mit der reflektierenden Aluminiumschicht bedampft wird, dann kommt es nicht nur auf jeden Tag weniger Produktion an, sondern auch auf eine Technologie, auf die sich der Anwender hundertprozentig verlassen kann.»

Komponenten auf Spiegelglanz läppen

Ergänzt wird das Programm durch Aero Lap zum Läppen von Komponenten etwa für die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik oder die Pharmaindustrie. Thomas Loscher: «Mit namhaften Partnern aus der Industrie sowie wissenschaftlichen Instituten arbeiten wir intensiv zusammen, um weitere künftige Entwicklungen mitgestalten zu können.»

Die fruchtbaren Synergien münden in marktgerechten Produkten wie beispielsweise Okamoto-Anlagen zum hochgenauen Schleifen von Extrusionsdüsen, die zur Herstellung von Dünnschicht-Laminierungen, Brennstoffzellen und aufladbaren Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden, sowie auch Präzisions-Grinder zur Bearbeitung von Galliumarsenid (GaAs)-Substraten zur LED- bzw. OLED-Herstellung. Der Okamoto Solar Ingot Grinder SiG 154 H kommt in der Photovoltaik und Halbleiterindustrie zum Einsatz. Er schleift mit bis zu 12 000 mm/min Tischgeschwindigkeit hochgenau die Seitenflächen und Kanten von mehreren Silizium-Ingots gleichzeitig. Dadurch können im weiteren Herstellungsprozess von Wafern noch dünnere Schnitte als bisher angesetzt und somit mehr Wafer pro Ingot ausgeschnitten werden. Die Oberflächen haben eine sehr geringe Rauigkeit von Ra = 0,05 µm (Flächen) bzw. = 0,15 µm (Radius).

Thomas Loscher: «Ein ehrgeiziges Ziel von Okamoto ist es, mitzuhelfen, den weltweiten CO2-Ausstoss zu vermindern. Hochpräzisionsschleifen ist ein Schlüssel dazu. Denn durch innovative Maschinenkonzepte wird die Herstellung von Komponenten für Solaranlagen, Wind- und Wasserkraftwerken, aber auch für Akkumulatoren etc. qualitativ besser, schneller und deutlich günstiger. Alternative Energieerzeuger werden dadurch wettbewerbsfähiger.» <<

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