Aufgrund ihres monolithischen Aufbaus zeichnen sich Elastomerlinsen durch eine hohe Stabilität und einen großen Handlungsspielraum an möglichen Aperturen und Krümmungen aus. Zudem besteht eine Vielfalt an Wirkprinzipien, eine Elastomerlinse zu verformen und somit ihre Brennweite kontrolliert zu verändern. Vor dem Hintergrund der Potentiale additiver Fertigungsverfahren wird in dieser Arbeit die direkte Implementierung eines magnetischen Deformationsmechanismus in fokusvariable Elastomer-Vollkörperlinsen untersucht. Zunächst werden ein optisches und ein mechanisches Materialmodell eines ausgewählten Silikonwerkstoffs experimentell ermittelt. Basierend auf diesen Daten wird mit Hilfe eines multiphysikalischen Simulationsmodells die optische Wirkung verschiedener Linsengeometrien unter Verformung analysiert. Mit dem Fokus auf additiven Fertigungsverfahren werden Prozessketten zur Herstellung funktionaler Silikonoptiken erarbeitet. Dabei werden sowohl auf Rapid Tooling als auch auf Direct Manufacturing basierende Ansätze verfolgt. Für die direkte Fertigung von funktionalisierten Silikonkörpern wird die Extrusion von ferromagnetischen Partikeln in die tragende Silikonmatrix untersucht. Hierbei werden die Magnetkraft und das Sedimentationsverhalten der Partikel charakterisiert und optimiert.
Schlagworte
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Bibliographische Angaben
Copyrightjahr
2025
ISBN-Print
978-3-69030-034-6
ISBN-Online
978-3-69030-034-6
Verlag
TEWISS, Garbsen
Reihe
Berichte aus dem iPeG
Band
01/2025 E-Book
Sprache
Deutsch
Seiten
161
Produkttyp
Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
Titelei/Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff Seiten I - IX
1.1 Motivation und Hintergrund Kein Zugriff
1.2 Gliederung der Arbeit Kein Zugriff
2.1 Grundlagen der Optik Kein Zugriff
2.2 Entwurf optischer Komponenten Kein Zugriff
2.3.1 Chemisch-physikalische Einordung Kein Zugriff
2.3.2 Stand der Forschung: Funktionale optische Elemente aus Silikon Kein Zugriff
2.3.3 Elastomerlinsen Kein Zugriff
2.4 Elastostatik Kein Zugriff
2.5 Magnetische Krafterzeugung Kein Zugriff
2.6 Additive Fertigung Kein Zugriff
3 Problemanalyse Kein Zugriff Seiten 31 - 34
4.1.1 Erstellung von Gussformen Kein Zugriff
4.1.2 Anfertigung von Silikonkörpern Kein Zugriff
4.2 Brechungsindex Kein Zugriff
4.3 Absorptionskoeffizient Kein Zugriff
4.4 Spannungs-Dehnungs-Verhalten Kein Zugriff
5.1 Randbedingungen der Simulation Kein Zugriff
5.2 Ergebnisse und Analyse Kein Zugriff
5.3.1 Bikonvexe Linsen Kein Zugriff
5.3.2 Bikonkave Linsen Kein Zugriff
5.4 Diskussion Kein Zugriff
6.1 Auswahl des Verformungsmechanismus Kein Zugriff
6.2 Ferromagnetische Kraft matrixgebundener Partikel Kein Zugriff
6.3 Prozesskette für die additive Fertigung funktionsintegrierter Silikonoptiken Kein Zugriff
6.4 Additive Fertigung funktionalisierter Silikonkörper Kein Zugriff
6.5 Diskussion Kein Zugriff
7.1 Zusammenfassung Kein Zugriff
7.2 Kritische Würdigung Kein Zugriff
7.3 Ausblick Kein Zugriff
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 127 - 146
Normen, Richtlinien und Patente Kein Zugriff Seiten 147 - 147
Anhang Kein Zugriff Seiten 147 - 148
A.1 Spannungs-Dehnungs-Verhalten Kein Zugriff
A.2 Transmission und Absorptionskoeffizient Kein Zugriff
A.3 Vermessung bikonkaver Elastomerlinsen Kein Zugriff
A.4 G-Code für die Partikelextrusion im Emb3D/ODP-Verfahren Kein Zugriff
B Eigene Publikationen Kein Zugriff Seiten 155 - 156
C Betreute studentische Arbeiten Kein Zugriff Seiten 157 - 161
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