Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 1: Plasmatechnology

P 1.1: Fachvortrag

Montag, 8. März 2010, 14:00–14:25, B 302

Simulation des Plamajet-Hochratenätzens von massivem Quarzglas — •Johannes Meister und Thomas Arnold — Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung, Leipzig, Deutschland

Plasma Jet Machining (PJM) - ein lokales trockenchemisches Ätzverfahren auf Fluorbasis mittels atmosphärischen Plasmajets ist eine viel versprechende Technologie zur deterministischen Ultrapräzisionsbearbeitung von insbesondere optischen Quarzglasbauteilen. Mittels eines leistungsstarken Mikrowellenplasmajets können berührungslos hohe Abtragsraten erzielt werden, wie sie für die Asphärisierung benötigt werden. Allerdings führt der hohe Wärmeeintrag des Jets ins Werkstück zu einem nichtlinearen Ätzverhalten des rein chemischen temperaturabhängigen Abtragsprozesses, was die Konvergenz des Verfahrens erheblich mindert. Daher wurde eine Methode entwickelt, welche mit hoher Orts- und Zeitauflösung den Wärmeeintrag des Jets ermittelt. Mithilfe eines FEM-Modells für die Wärmeleitung des Werkstückes lässt sich dann die Temperaturentwicklung während eines Bearbeitungsprozesses extrapolieren. Anhand von wohldefinierten Testätzungen wird außerdem eine temperaturabhängige Abtragsfunktion bestimmt. Damit ist es möglich, den tatsächlichen zu erwartenden Abtrag vorauszusagen. Mit dieser Information kann die Formgenauigkeit zur Zieltopologie erheblich verbessert werden.