Přesnost ve výrobě

Optimalizované tvářecí procesy umožňují automatizovanou výrobu vysoce přesných optických skleněných součástí: Tvarování skleněných polotovarů při teplotách až do 800 °C trvá jen několik minut. © Fraunhofer IPT / Optimalizované tvářecí procesy umožňují automatickou výrobu vysoce přesných optických skleněných součástí: Tvarování skleněných polotovarů při teplotách až do 800 °C trvá jen několik minut. © Fraunhofer IPT

Strukturieren im großen Maßstab: Mikro- und Nanostrukturen lassen sich mit modularer Prozessarchitektur effizient auf große Flächen übertragen – für optische, sensorische oder funktionale Anwendungen. © Fraunhofer IPT / Strukturace na velkém měřítku: Mikro- a nanostruktury lze efektivně přenést na velké plochy pomocí modulární procesní architektury – ideální pro optické, senzorické nebo funkční povrchy. © Fraunhofer IPT

S měřicím systémem vyvinutým na Fraunhofer IPT je možné provádět tomografickou kontrolu kvality během výrobního procesu. © Fraunhofer IPT / Inline kontrola kvality: Systém Fraunhofer IPT inspekčně kontroluje optické součásti během výroby — rychle, přesně a bezkontaktně. © Fraunhofer IPT

Jak efektivně tvarovat skleněné díly, přenášet mikrostruktury na velké plochy a kontrolovat optické komponenty během výrobního procesu? Odpovědi přináší Fraunhoferův institut pro výrobní technologie IPT z Aachenu od 24. do 27. června 2025 na veletrhu LASER World of PHOTONICS v Mnichově v hale B1 na stánku 231. Zaměření je na tři klíčové technologie pro průmyslovou výrobu optiky: vysoce přesné tvarování skla, škálovatelnou mikro- a nanostrukturaci a nedestruktivní inline měřicí techniky pro miniaturizované díly.

Ať už se jedná o mikrooptiky pro polovodičový průmysl, díly s funkčními povrchy nebo vysoce přesné optiky pro medicínskou techniku – požadavky na optické komponenty rostou. Jsou kladeny nároky na složité geometrie, přesně definované povrchy a spolehlivou kontrolu kvality. Jak tyto požadavky splnit průběžně a průmyslově vhodným způsobem, ukazuje Fraunhofer IPT na veletrhu LASER World of PHOTONICS 2025 v Mnichově. Hlavními tématy prezentace jsou tři úzce propojené technologické oblasti: tvarování, strukturování a kontrola.

Tvarování: Efektivní výroba složitých skleněných komponent

Velkou výzvou je nákladově efektivní a rychlá výroba vysoce přesných optik. Fraunhofer IPT na veletrhu představí mikrooptické díly a čočkové pole, která byla vyrobena replikativním tvarováním ze skla. Institut za poslední roky vyvinul tento postup do takové míry, že je nyní možné efektivně sériově vyrábět velmi složité geometrie s těsnými tolerancemi. Klíčovou roli zde hrají nové simulační nástroje a automatizace procesů.

Požadované nástroje vznikají rovněž v institutu: pomocí ultran přesného obrábění s submikrometrovou přesností. Především pro odvětví jako polovodičový průmysl, laserová technika, medicína nebo bezpečnostní a dozorové aplikace přinášejí tyto možnosti nové příležitosti – například pro komponenty, které dříve bylo možné vyrábět pouze složitým obráběním.

Strukturování: Přenášení mikro- a nanostruktur na povrch

Druhým hlavním tématem je strukturování optických a funkčních povrchů. Předvedena je kompletní procesní řetězec pro mikro- a nanostruktury, který lze díky modulární architektuře efektivně přenášet na velké plochy. Menší strukturované jednotky jsou spojeny do jednoho kontinuálního, bezešvého replikativního nástroje. To snižuje dobu procesu, zvyšuje reprodukovatelnost a snižuje náklady. Vyvinutá metoda v Fraunhofer IPT je vhodná pro optické povrchy, senzory nebo funkční vrstvy, kde byly dříve problémy s kvalitou struktury a velikostí povrchu.

Kontrola kvality: Nedestruktivní a inline ověřování optik

Fraunhofer IPT představí systém pro nedestruktivní kontrolu miniaturizovaných optických komponent, který byl vyvinut v institutu: systém pro optickou koherentní tomografii (OCT) nabízí živý pohled na tvar, geometrii a vnitřní struktury skleněných komponent – bezkontaktně a přesně. OCT umožňuje měřit složité díly z různých průhledných materiálů, například mikrolensové pole, vstřikovací optiky nebo vícevrstvé komponenty ze skla a plastu. Díky vysokému rozlišení je systém vhodný i pro náročné aplikace, kde jsou malé odchylky struktury klíčové. Díky vysoké rychlosti skenování lze díly kontrolovat přímo v výrobním cyklu – bez manuálního zásahu nebo přerušení procesu. Systém lze flexibilně integrovat do stávajících výrobních linek a podporuje také datově řízenou optimalizaci procesu. Zejména je systém důležitý pro výrobce čočkových polí, mikroobjektivů nebo optických sestav s přísnými tolerancemi.

Výzkum a výroba v jednom

Všechny představené exponáty jsou výsledkem výzkumných a vývojových prací s přímým přínosem pro průmyslové využití: cílem je nejen vyvíjet technologie v laboratoři, ale také je robustně zavádět do výroby – pro přesnější procesy, kratší cykly a větší jistotu při kontrole kvality. S odborností v celé řetězci procesů nabízí Fraunhofer IPT firmám z optického průmyslu technologie a postupy, které zkracují vývojové cykly a činí výrobu budoucí odolnější.