Precisión en serie

Los procesos de conformado optimizados permiten la fabricación automatizada de componentes ópticos de vidrio de alta precisión: La conformación de los blanks de vidrio a temperaturas de hasta 800 °C dura solo unos minutos. © Fraunhofer IPT / Los procesos de moldeo optimizados permiten la producción automatizada de componentes ópticos de vidrio de alta precisión: Dar forma a los blanks de vidrio a temperaturas de hasta 800 °C toma solo unos minutos. © Fraunhofer IPT

Estructuración a gran escala: Las micro y nanoestructuras se pueden transferir de manera eficiente a grandes superficies mediante una arquitectura de procesos modular — ideal para aplicaciones ópticas, sensoriales o funcionales. © Fraunhofer IPT / Estructuración a gran escala: Las micro y nanoestructuras pueden ser transferidas eficientemente a grandes áreas utilizando una arquitectura de procesos modular — ideal para superficies ópticas, sensoriales o funcionales. © Fraunhofer IPT

Con el sistema de medición desarrollado en el Fraunhofer IPT, es posible realizar una garantía de calidad tomográfica durante el proceso de fabricación. © Fraunhofer IPT / Garantía de calidad en línea: El sistema del Fraunhofer IPT inspecciona componentes ópticos durante la producción—rápido, preciso y sin contacto. © Fraunhofer IPT

¿Cómo moldear eficientemente componentes de vidrio, transferir microestructuras a gran escala y inspeccionar componentes ópticos en el proceso de fabricación en curso? La respuesta la muestra el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción IPT de Aachen del 24 al 27 de junio de 2025 en la LASER World of PHOTONICS en Múnich, en el pabellón B1, stand 231. El enfoque se centra en tres tecnologías clave para la fabricación industrial de óptica: conformado de vidrio de alta precisión, estructuración escalable de micro y nanoestructuras, y tecnología de medición inline sin destrucción para componentes miniaturizados.

Ya sea microópticas para la tecnología de semiconductores, componentes con superficies funcionalizadas o ópticas de alta precisión para la tecnología médica, las demandas sobre componentes ópticos están en aumento. Se exigen geometrías complejas, superficies definidas con precisión y una garantía de calidad fiable. Cómo cumplir con estos requisitos de manera continua y apta para la industria, lo muestra el Fraunhofer IPT en la LASER World of PHOTONICS 2025 en Múnich. El enfoque de la presentación en la feria son tres campos tecnológicos estrechamente relacionados: conformado, estructuración y inspección.

Conformado: fabricar componentes de vidrio complejos de manera eficiente

Un gran desafío es la fabricación rentable y rápida de ópticas de alta precisión. El Fraunhofer IPT muestra en la feria componentes microópticos y matrices de lentes fabricadas mediante conformado replicativo a partir de vidrio. El instituto ha desarrollado el procedimiento en los últimos años hasta el punto de que ahora se pueden fabricar en serie geometrías altamente complejas con tolerancias estrechas de manera eficiente. Aquí juegan un papel decisivo nuevas herramientas de simulación y la automatización de procesos.

Las herramientas necesarias también se producen en el instituto: mediante mecanizado de precisión ultrafino con una exactitud submicrométrica. Especialmente para sectores como la tecnología de semiconductores, láser, tecnología médica o tareas de seguridad y vigilancia, surgen nuevas opciones, por ejemplo, para componentes que anteriormente solo podían fabricarse mediante mecanizado costoso.

Estructuración: llevar micro y nanoestructuras a la superficie

Un segundo enfoque se centra en la estructuración de superficies ópticas y funcionales. Se presenta una cadena de procesos completa para micro y nanoestructuras, que puede transferirse de manera eficiente a grandes superficies mediante una arquitectura de proceso modular. Las unidades estructuradas más pequeñas se ensamblan en una herramienta de replicación continua y sin costuras. Esto reduce la duración del proceso, aumenta la reproducibilidad y reduce los costos. El método desarrollado en el Fraunhofer IPT es adecuado para superficies ópticas, sensores o recubrimientos funcionales, donde la calidad de la estructura y la superficie eran difíciles de compatibilizar hasta ahora.

Garantía de calidad: inspección de ópticas sin destrucción y en línea

El Fraunhofer IPT presenta un sistema para la inspección sin destrucción de componentes ópticos miniaturizados, desarrollado en el instituto: el sistema exhibido para la Tomografía de Coherencia Óptica (abreviado: OCT) ofrece en tiempo real en el stand una visión de la forma, geometría y estructuras internas de componentes de vidrio, sin contacto y con precisión. La OCT permite medir componentes complejos hechos de diferentes materiales transparentes, como matrices de microlentes, ópticas de moldeo por inyección o componentes multicapa de vidrio y plástico. Gracias a su alta resolución, el sistema es adecuado incluso para aplicaciones exigentes donde pequeñas desviaciones en la estructura son decisivas. Gracias a su alta velocidad de escaneo, los componentes pueden inspeccionarse directamente en el ciclo de producción, sin manipulación manual ni interrupción del proceso. El sistema puede integrarse de manera flexible en líneas de producción existentes y también soporta una regulación del proceso basada en datos. Es especialmente relevante para fabricantes de matrices de lentes, microlentes o conjuntos ópticos con tolerancias estrictas.

Investigación y fabricación en conjunto

Todos los expositores presentados se basan en trabajos de investigación y desarrollo con beneficios directos para la aplicación industrial: el objetivo es no solo desarrollar tecnologías en el laboratorio, sino también implementarlas de manera robusta en la producción, para procesos más precisos, tiempos de ciclo más cortos y mayor seguridad en el control de calidad. Con su experiencia en toda la cadena de procesos, el Fraunhofer IPT ofrece a las empresas de la industria óptica tecnologías y procesos que acortan los ciclos de desarrollo y hacen que la producción sea futura y resistente.