Níquel químico para sistemas ópticos en astronomía y viajes espaciales

 Zum zweiten Mal kombinierte die von Mathias Fritz (3. v. l.) geleitete DGO Bezirksgruppe Thüringen an der Technischen Universität Ilmenau eine Vortragsveranstaltung mit dem Sommerfest. Sponsor war die Gehrener Firma Anlagenbau und Systemtechnik GmbH (A.S.T.) (Foto: Dr. Kutzschbach)

Grupo de Distrito de la DGO en Turingia - El Dr. Jan Kinast, Jefe de Grupo de Tecnologías de Superficie del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF de Jena, fue invitado una vez más a intervenir. El Fraunhofer IOF de Jena desarrolla y fabrica sistemas ópticos basados en óptica metálica reflectante para astronomía y viajes espaciales. Los componentes ópticos se diseñan y simulan y se realizan mediante técnicas de fabricación ultraprecisas.

Un producto destacado del Fraunhofer IOF es el Espectrómetro de Imágenes de Sensores Terrestres (DESIS) del DLR. Éste permite realizar análisis espectroscópicos de alta resolución de la Tierra desde el espacio, por ejemplo, para hacer afirmaciones sobre la densidad de la vegetación y la calidad del agua, como la materia en suspensión y la contaminación orgánica. Para poder fabricar dispositivos ópticos de la máxima calidad para su uso en el espacio, se depositan capas de níquel químico de alto contenido en fósforo con una estructura amorfa a los rayos X sobre ópticas metálicas, que posteriormente sirven de capa de pulido. Según el Dr. Kinast, el sustrato y la capa de NiP pasan por la siguiente cadena de procesos: fresado CNC de una pieza de aluminio, torneado con diamante, recubrimiento de NiP, torneado con diamante, MRF (acabado magnetoreológico para corregir la desviación de la forma de la superficie) y CMP (pulido mecánico químico) para minimizar la rugosidad < 0,3 nm. La calidad de la superficie conseguida se comprueba de forma iterativa.

En tres vídeos se mostraron fotos de la tierra en alta resolución y se demostró cómo están relacionadas la desviación de la forma, la rugosidad de la óptica metálica y el tratamiento con diamante de los recubrimientos de níquel químico.

Un reto adicional es el recubrimiento con NiP de piezas metálicas impresas en 3D. Tras el recubrimiento, se lleva a cabo el torneado con diamante para conseguir el perfil de superficie requerido y también se finaliza con el mecanizado CMP. Se presentaron espejos de prueba con una estructura interna en forma de panal. Para aplicaciones especiales, se pueden producir revestimientos depositados químicamente que minimizan la luz dispersa para sistemas ópticos. Presentan una baja reflexión en las estructuras de la carcasa. Tras el grabado, estas capas ennegrecidas de níquel químico muestran agujeros cónicos perpendiculares a la superficie en la imagen SEM. Los recubrimientos de NiP sobre sustratos cerámicos son otro campo en la producción de recubrimientos ópticos. Tras esmerilar el sustrato cerámico y el revestimiento de NiP, la capa se procesó hasta la fase final de CMP. El Dr. Kinast concluyó su presentación con una panorámica de los aspectos más destacados del IOF en astronomía y viajes espaciales.

En el debate posterior se respondió a numerosas preguntas, como los plazos de producción de los espejos de precisión, la vida útil del electrolito de NiP (muy limitada), los procesos de grabado utilizados, la calidad de la capa de NiP (sólo capas amorfas) y otras cuestiones.

Tras el extenso debate, el jefe de grupo de distrito de la DGO, Mathias Fritz, invitó a todos a una fiesta de verano con delicias de la parrilla de Turingia y bebidas.

  • Edición: Januar
  • Año: 2020
Image

Eugen G. Leuze Verlag GmbH & Co. KG
Karlstraße 4
88348 Bad Saulgau
GERMANY

Tel.: +49 7581 4801-0
Fax: +49 7581 4801-10
E-Mail: info@leuze-verlag.de

 

Suscríbase ahora a nuestro boletín informativo: