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Abteilung Optomechatronik

Abteilung Optomechatronik

Als Abteilung Optomechatronik erarbeiten wir Systeme, die räumlich, zeitlich und spektral maßgeschneidertes Licht für vielfältige Anwendungen bereitstellen. Ein Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Fahrzeuglichttechnik. Wir entwickeln hochadaptive Fahrzeugscheinwerfer, mit denen Komfort und Sicherheit im Verkehrsraum gesteigert werden kann.

Gleichzeitig widmen wir uns der Additiven Fertigung optischer Systeme im Rahmen zweier transdisziplinärer, institutsübergreifender Forschungsverbünde. Hier gehen wir der Frage nach, wie optische Systeme in den nächsten 10 Jahren aussehen können, um das volle Potential additiver Fertigungstechnologien im Hinblick auf Miniaturisierung, Kosteneffizienz und Funktionsintegration im optischen Gerätebau ausschöpfen zu können.

Unsere Ansätze erstrecken sich dabei von der Simulation der optischen Pfade über die Auslegung der Gesamtsysteme inklusive Ansteuerungen bis hin zur Bemusterung. Die dafür benötigte Messtechnik steht am Institut für Produktentwicklung und Gerätebau zur Verfügung.

Additive Fertigung ist ein elementares Querschnittsthema unserer Forschung und kommt bei der Optimierung von Strukturbauteilen (Abteilung System Engineering) und als neuartiger Ansatz zum Herstellen optischer Systeme zum Einsatz (Abteilung Optomechatronik).

Dabei liegt die methodische und strategische Auslegung der Prozesskette für den jeweiligen Anwendungsfall im Fokus, um nachhaltig und reproduzierbar Bauteile auszulegen sowie diese zu Optimieren und schließlich zu Validieren.

KERNKOMPETENZEN

  • Konzeptentwicklung, Prototypenbau und Validierung optischer Systeme
  • Optiksimulation (LucidShape, Zemax)
  • Lichtmesstechnik

FAHRZEUGLICHTTECHNIK

  • Hochauflösende adaptive Fahrzeugscheinwerfer
  • Entwicklung adaptiver Lichtfunktionen
  • Halbleiter-Beleuchtungseinrichtungen

ADDITIVE FERTIGUNG OPTISCHER SYSTEME

  • Generative Verarbeitung von Glas, Metall und Silikonen für optische Anwendungen
  • Prozesssimulation

LICHTMESSTECHNIK

Unsere Ausstattung beinhaltet dieverse Messgeräte zur lichttechnischen Validierung von Lichtquellen und Beleuchtungssystemen.

OPTIKSIMULATION

Mit Hilfe der Optiksimulation können wir optische Systeme mit deren geforderten Spezifikationen unter Berücksichtigung aller relevanten optischen Effekte analysieren, bevor diese gefertigt werden. Als Software nutzen wir zum einen Zemax, welches die Eigenschaften unterschiedlichster optischer Systeme berechnet und optimiert. Design-, Simulations- und Analysefunktionen von LucidShape nutzen wir verstärkt zur Simulation im Bereich der Fahrzeuglichttechnik.

LED- UND LASERANWENDUNGEN

LEDs wie auch Laserdioden dienen als hocheffiziente, neuartige Lichtquelle für verschiedenste Anwendungen in der Beleuchtungstechnik. Aufgrund ihrer hohen Leuchtdichte eignen sich diese Lichtquellen besonders gut zur Miniaturisierung optischer Baugruppen.

Basierend auf Ziellichtverteilungen erstellen und bewerten wir Konzepte in Bezug auf Anforderungen wie Wirkungsgrad, Lichtstrom, Beleuchtungsstärke, Farbwiedergabe oder Schaltgeschwindigkeit.

OPTIKANFERTIGUNG UND MUSTERBAU

Auf Grundlage von zuvor ermittelten Konzepten fertigen wir Prototypen optomechatronischer Systeme im Haus. Neben der klassischen Ausrüstung einer Einmechanikwerkstatt mit Drehbänken und Fräse verfügen wir über eine 5-Achs-Highspeedfräse mit Diamantwerkzeugen zur präzisen Bearbeitung von Kunststofflinsen und Reflektoren.

Für komplexe Geometrien wie z.B. Gehäuseteile mit integrierten Kühlstrukturen und Designelementen kommen unsere Additive Manufacturing-Anlagen zum Einsatz. Die 3D-Druck-Techniken Selective Laser Sintering (SLS) und Selective Laser Melting (SLM) ermöglichen dabei die Erzeugung nahezu beliebiger Geometrien in Kunststoff und Metall. Darüber hinaus stehen eine Platinenfräse und die dazugehörige Bestückungstechnologie zur Verfügung, so dass wir die Elektronik für unsere Prototypen selbst anfertigen können.

Als Versuchsfahrzeuge stehen ein VW Touareg und ein VW Golf zur Verfügung. Der Aufbau von Prototypen erfolgt gemeinsam mit unseren Partnern aus der Industrie.

KONTAKT

Dr.-Ing. Alexander Wolf
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Dr.-Ing. Alexander Wolf
Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter