ZIM Innovationsnetzwerk

CAM-SYS-4.0

Mikrooptiksysteme aus Kunststoff

Ziel des ZIM Innovationsnetzwerks CAM-SYS-4.0 ist es, den Bedarf an Mikrooptiksysteme aus Kunststoff zu analysieren und Realisierungswege aufzuzeigen.

Die vielfältigen Möglichkeiten, die diese Technologie hinsichtlich Design, Funktionalität und Ressourceneffizienz bietet, eröffnen den OEMs aus den verschiedensten Branchen (Automotive, Medizintechnik, Telekommunikation, etc.) neue Anwendungsbereiche.

Zielsetzung des ZIM-Innovationsnetzwerks CAM-SYS-4.0

Projektgegenstand ist der weitere Ausbau des gegründeten Netzwerks „CAM-SYS-4.0“
sowie die Erarbeitung neuer Lösungen mittels FuE-Projekten.

Nach wie vor gelten die optischen Technologien als Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. In vielen Anwendungsbereichen der Photonik wie der optischen Messtechnik, der industriellen Bildverarbeitung, Gesundheit, Umwelt, Verkehr und Beleuchtung sind Kunststoffprodukte und allen voran Linsen aus Kunststoff sehr gefragt: Sie ersetzen gerade bei Massenprodukten wie Leuchten, Sensoren, Displays und Handykameras das vergleichsweise teure Glas. Auch über die bereits etablierten Anwendungen hinaus ist der Einsatz von Kunststoffoptiken attraktiv, denn Kunststoffe haben zahlreiche funktionale, fertigungstechnische und nicht zuletzt wirtschaftliche Stärken:

Vergleichsweise einfachere Formteilherstellung durch den Spritzgießprozess
Geringeres Gewicht, kleinere Dimensionierung
Hohe Funktionalität durch Herstellung kompletter Systeme einschließlich Befestigungselementen in nur einem Arbeitsgang
Entfall der Nachbearbeitung durch Schleifen oder Polieren
Weit reichende Gestaltungsfreiheit
Erhebliche Kostenvorteile gegenüber Glas

Allerdings sind die Herausforderungen an Exaktheit und Qualität der Optiksysteme aus Kunststoff enorm hoch. Das gesamte Optimierungspotenzial, das der Einsatz von Kunststoffen in den optischen Technologien bietet, lässt sich nur mit einer genauen Kenntnis den Herausforderungen und deren Lösungsmöglichkeiten erschließen. Die Kunststoffoptiksysteme sind maßgeblich verantwortlich für die spätere Qualität der Kamera und werden im Kunststoffspritzguss gepaart mit aufwendiger Automatisierung hergestellt.

Da es sich meist um Linsengrößen handelt <10mm – ist es sinnvoll über Mikrospritzguss die Linsen zu fertigen. Der Produktionsprozess muss aufwendig validiert werden, um die Toleranzbereiche der Linsenfertigung so gering wie möglich zu halten. Des Weiteren muss man in der Lage sein im Bereich weniger Mikrometer mit höchster Wiederholgenauigkeit zu assemblieren. Nur so kann man eine qualitativ hochwertige und prozessstabile Serienproduktion gewährleisten.

Letztendlich ist ein genaues Wissen über die Performance der Materialien notwendig, um innerhalb einer erfolgreichen Produktentwicklung zwischen den Werkstoffen Kunststoff und/oder Glas entscheiden zu können.

Die Herstellung von miniaturisierten Linsensystemen aus Kunststoff wird vom asiatischen Markt dominiert, kein Hersteller ist in Europa. Marktführer ist ein taiwanesisches Unternehmen, welches ca. 80% Marktanteil im Telekommunikationsbereich besitzt. Das Marktvolumen ist weiterhin steigend.

Das Ziel des ZIM Innovationsnetzwerks CAM-SYS-4.0 ist es, den erarbeiteten Bedarf an Mikrooptiksystemen aus Kunststoff in Forschungsprojekten weiter zu erarbeiten und Lösungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Als Basis hierzu dient die in der Phase 1, gemeinsam mit allen Netzwerkpartnern, erarbeitete Technologie Roadmap mit den untenstehenden Entwicklungslinien.

Die vielfältigen Möglichkeiten, die diese Technologie hinsichtlich Design, Funktionalität und Ressourceneffizienz bietet, eröffnen den OEMs aus den verschiedensten Branchen (Automotive, Medizintechnik, Telekommunikation, etc.) neue Anwendungsbereiche.

Entwicklungslinien des Netzwerks

Erste Ansätze in Bezug auf die Technologie- und Entwicklungsfelder sind neue innovative Anwendungen in der Telekommunikation bzw. bei Smartphones, wie auch Kamerasysteme in der Medizintechnik, hier z.B. der Arthroskopie, oder in der Automobilindustrie, insbesondere bei Systemen zum Fußgängerschutz oder beim autonomen Fahren. Inhaltlich werden Fachthemen wie die Assemblierung, die Herstellung, Feinstbearbeitung für Werkzeugoberflächen, In-Line-Prüfung der optischen Teile bzw. Baugruppen und die Validierung der Prozesse bearbeitet.

Entwicklung und Erprobung einer modularen Assemblierungsanlage
Erzeugung von Hochglanzoberflächen
Entwicklung einer temperaturbeständigen Beschichtung
Entwicklung eines Schnellwechselwerkzeugkonzeptes für Mikrooptiken
Heißkanal-Direktanbindung an Mikrooptiken
Entwicklung optischer Blenden als Hybridbauteil
Automatisierte Angusstrennung von Mikrooptiken
In-Line Messtechnik und Prozessvalidierung für Mikrooptiken

Weitere Themenfelder können beim Zustoßen von neuen Netzwerkteilnehmern noch eruiert und mit in die Technologie Roadmap aufgenommen werden und so dem Netzwerk eine weitere Ausrichtung geben.

Werden Sie Netzwerkpartner!

Förderbedingungen gemäß ZIM-Richtlinie 3.1.1
Sie haben innovative Ideen, die Sie bisher nicht umsetzen konnten?
Wollen Sie Ihre Innovationen durch nicht rückzahlbare Fördergelder finanzieren lassen?
Sie suchen Partner für die Umsetzung Ihrer Ideen oder zur Erschließung neuer Absatzmärkte?
Ihre Technologiekomponenten und Ihre Geschäftsausrichtung passen in unser Portfolio?

Dann lassen Sie sich fördern!
Wir unterstützen die gesamte Antragsstellung und die Förderadministrationen.

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Was wird gefördert?

Die Fördersäule ZIM-Innovationsnetzwerke vereint die Förderung von Netzwerkmanagementdienstleistungen mit den Entwicklungsprojekten des Netzwerks. Die Netzwerke bestehen aus mindestens sechs kleinen und mittleren Unternehmen. Zusätzlich können weitere Partner teilnehmen (z. B. Forschungseinrichtungen, Hochschulinstitute, große Unternehmen und sonstige Einrichtungen wie Verbände).

Was ist ein Innovationsnetzwerk?

Ein Innovationsnetzwerk bezeichnet den Zusammenschluss von mindestens sechs KMU und Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen mit dem Ziel, gemeinschaftlich innovative Produkte, Verfahren oder Dienstleistungen zu entwickeln und Verwertungskonzepte zu erarbeiten. Ziel ist die synergetische Zusammenarbeit auf einem oder mehreren Technologiefeldern von der Forschung und Entwicklung bis zur Vermarktung der F&E-Ergebnisse. Innerhalb eines Innovationsnetzwerks werden sowohl das Management des Netzwerkes (ZIM-KN) als auch die Aktivitäten zur Entwicklung von F&E-Projekten (ZIM-SOLO, ZIM-KOOP) gefördert. Das Netzwerk wird von Netzwerkmanagern/-innen koordiniert.
Das Netzwerkmanagement – Kunststoff-Institut Lüdenscheid

Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Steigerung der Qualität und Wirtschaftlichkeit von Spritzgussteilen aus Thermoplasten und deren Beschichtung. Das Institut fungiert als Bindeglied und Know-how Geber zwischen der grundlagenbasierten Hochschulforschung und den Industrieunternehmen, indem marktnahe, vorwettbewerbliche Innovationen im Rahmen der industriellen Forschung zur Marktreife entwickelt werden.

Das Netzwerkmanagement wird vom Kunststoff-Institut Lüdenscheid (KIMW) durchgeführt. Das Institut unterstützt Unternehmen bei der Identifizierung von Ideen, hilft bei der Suche nach geeigneten Förderprogrammen und begleitet sie bei der Umsetzung.

Die langjährige Erfahrung im Netzwerkmanagement zeigt sich auch durch den Aufbau diverser Netzwerke. So arbeiten im Netzwerk des KIMW Unternehmen und Forschungseinrichtungen unterschiedlicher Branchen im Verbund an gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekten. Zudem werden Bildungsangebote für die Mitglieder organsiert.

Das Cluster „Kunststoff-Institut Lüdenscheid“ ist ein gut funktionierendes, stetig wachsendes, auf Nachhaltigkeit ausgerichtetes und ausschließlich durch Industriemittel getragenes Netzwerk. Die thematischen Schwerpunkte liegen in den Oberflächen- und Dekorationsverfahren für Kunststoffteile, in der Modifikation von Werkzeug- und Bauteiloberflächen durch Oberflächen- und Schichttechnologien sowie in der Analyse und Prüftechnik an Oberflächen und Kunststoffen. Bereits 2005 wurde das Netzwerk Trägergesellschaft Kunststoff-Institut e.V. mit seinen Partnern bei „Kompetenznetze Deutschland“, heute „gocluster“ für den Bereich Oberflächentechnik und Kunststoffe aufgenommen. Seit März 2013 trägt das Institut das Gold Label für Cluster Management Excellence. Weiterhin ist der Verein Trägergesellschaft Kunststoff-Institut Lüdenscheid aktives Mitglied bei Kunststoffland NRW und im Kreis der Stakeholder von NRW.Europa (02/2013). Erfahrung im Bereich Projektmanagement hat das KIMW seit mehr als drei Jahrzehnten aufgebaut.

Netzwerkstruktur – beteiligte Akteure

CAM-SYS-4.0 soll gleichermaßen aus meist kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU <1.000 Mitarbeiter) und Forschungseinrichtungen sowie größeren Unternehmen (>1.000 Mitarbeiter) als assoziierte Partner bestehen. Für die spritzgießtechnische Herstellung optischer Bauteile gilt, dass neben dem verwendeten Rohstoff, die Werkzeug- und Verfahrenstechnik maßgeblichen Einfluss auf die geforderte Präzision besitzt. Daher bilden Werkzeugbauer, Peripherieanbieter für Maschinen und Zubehör, Materialhersteller, Messtechnik und Automatisierung sowie Anwender in der Kunststoffverarbeitung mit ihren Zuliefer- und Kundenketten ab, so dass die gesamte Wertschöpfungskette im Netzwerk dargestellt und durch gemeinsame und angewandte F&E-Aktivitäten mit ausgewiesenen Forschungspartnern erarbeitet und getestet werden soll.

Netzwerkpartner Bayerisches Laserzentrum

Netzwerkpartner Fachhochschule Südwestfalen

Netzwerkpartner SCHOLZ Kunststofftechnik

Netzwerkpartner Johannes Becker Werkzeugbau GmbH

Netzwerkpartner MAYWEG Kunststoff-Technik

Netzwerkpartner son - ultrasonic precision

Nutzen und Vorteile für Netzwerkpartner

Sicherung Ihrer Innovationsfähigkeit
Einfacher Zugang zu Fördermitteln und zu überregionalen und internationalen Projekten
Entwicklungssynergien
Reduzierung von F&E-Kosten
Übernahme der Formalitäten durch Netzwerkmanagement
Unterstützung bei der Erschließung neuer Märkte
Ausbau und Weiterentwicklung von Innovationsstrategien über den eigenen Tellerrand hinweg
Realisation von bisher nicht umsetzbaren innovativen Ideen und Projekten

Förderung & Ablauf

In der zweijährigen Projektlaufzeit der Phase 2 werden die Netzwerkmanagementkosten neben den Eigenanteilen der Unternehmen mit Förderquoten von 70 % im ersten und 50 % im zweiten Jahr unterstützt.
Kosten je Teilnehmer für die zweite Phase werden, abhängig von der Teilnehmeranzahl, voraussichtlich bei ca. 2.400 Euro pro Jahr liegen

Phase 2: 01.09.2021 – 31.08.2023

Kontakt und Ansprechpartner

Thomas Eulenstein
Telefon +49 23 51.10 64 – 195
eulenstein@kunststoff-institut.de
Marius Fedler
Telefon +49 23 51.10 64 – 170
fedler@kunststoff-institut.de
Tobias Kammans
Telefon +49 15 16.733 28 24
kammans@kunststoff-institut.de

Kunststoff-Institut Lüdenscheid

Karolinenstraße 8
58507 Lüdenscheid
Deutschland
Tel: 0 23 51 - 1064 191
Fax: 0 23 51 - 1064 190
E-Mail: mail@kunststoff-institut.de