Précision en série

Les processus de mise en forme optimisés permettent la fabrication automatisée de composants optiques en verre de haute précision : la mise en forme des blocs de verre à des températures allant jusqu'à 800 °C ne prend que quelques minutes. © Fraunhofer IPT / Les processus de moulage optimisés permettent la production automatisée de composants optiques en verre de haute précision : façonner des blocs de verre à des températures allant jusqu'à 800 °C ne prend que quelques minutes. © Fraunhofer IPT

Structuration à grande échelle : Les micro- et nanostructures peuvent être transférées efficacement sur de grandes surfaces grâce à une architecture de processus modulaire — idéal pour des applications optiques, sensorielles ou fonctionnelles. © Fraunhofer IPT / Structuration à grande échelle : Micro- et nanostructures peuvent être transférées efficacement sur de grandes surfaces à l'aide d'une architecture de processus modulaire — idéale pour des surfaces optiques, sensorielles ou fonctionnelles. © Fraunhofer IPT

Avec le système de mesure développé par le Fraunhofer IPT, une assurance qualité tomographique est possible pendant le processus de fabrication. © Fraunhofer IPT / Assurance qualité en ligne : le système du Fraunhofer IPT inspecte les composants optiques pendant la production — rapidement, précisément et sans contact. © Fraunhofer IPT

Comment façonner efficacement des composants en verre, transférer des microstructures à grande surface et inspecter des composants optiques en cours de fabrication ? Les réponses sont apportées par l'institut Fraunhofer pour la technologie de production IPT d'Aix-la-Chapelle du 24 au 27 juin 2025 lors de la LASER World of PHOTONICS à Munich, dans la Halle B1, stand 231. Trois technologies clés pour la fabrication optique industrielle sont au centre de l'attention : la mise en forme précise du verre, la structuration micro- et nanométrique évolutive ainsi que la technique de mesure en ligne sans destruction pour des composants miniaturisés.

Que ce soit pour les micro-optiques destinées à la technologie des semi-conducteurs, des composants avec des surfaces fonctionnalisées ou des optiques de haute précision pour la technologie médicale – les exigences envers les composants optiques augmentent. On demande des géométries complexes, des surfaces précisément définies et une assurance qualité fiable. Comment répondre à ces exigences de manière cohérente et adaptée à l'industrie, le montre l'institut Fraunhofer IPT lors de la LASER World of PHOTONICS 2025 à Munich. La présentation lors du salon se concentre sur trois domaines technologiques étroitement liés : la mise en forme, la structuration et l'inspection.

Mise en forme : produire efficacement des composants en verre complexes

Un grand défi consiste à fabriquer rapidement et à moindre coût des optiques de haute précision. L'institut Fraunhofer IPT présente lors du salon des composants micro-optique et des matrices de lentilles fabriqués par mise en forme par réplication à partir de verre. L'institut a développé cette méthode au point qu'il est désormais possible de produire efficacement en série des géométries hautement complexes avec des tolérances strictes. Des outils innovants jouent un rôle crucial, notamment de nouveaux outils de simulation et l'automatisation des processus.

Les outils nécessaires sont également fabriqués à l'institut : par usinage de précision extrême avec une exactitude inférieure au micromètre. Cela ouvre de nouvelles possibilités pour des secteurs tels que la technologie des semi-conducteurs, les lasers, la médecine ou la sécurité et la surveillance – par exemple pour des composants qui ne pouvaient jusqu'ici être fabriqués qu'avec des procédés d'usinage coûteux.

Structuration : appliquer des micro- et nanostructures sur la surface

Un deuxième axe concerne la structuration des surfaces optiques et fonctionnelles. Une chaîne de processus intégrée pour la micro- et nanostructuration est présentée, permettant de transférer efficacement ces structures sur de grandes surfaces grâce à une architecture modulaire. Des unités structurées plus petites sont assemblées pour former un outil de réplication continu et sans couture. Cela réduit la durée du processus, augmente la reproductibilité et diminue les coûts. La méthode développée par l'institut Fraunhofer IPT est adaptée aux surfaces optiques, à la détection ou aux revêtements fonctionnels, où la qualité de la structure et la surface étaient jusqu'ici difficiles à concilier.

Assurance qualité : inspection optique sans destruction et en ligne

L'institut Fraunhofer IPT présente un système d'inspection sans destruction de composants optiques miniaturisés, développé par ses soins : le système d'Optical Coherence Tomography (OCT) exposé offre une vue en direct sur la forme, la géométrie et les structures internes des composants en verre – sans contact et avec précision. L'OCT permet de mesurer des composants complexes en matériaux transparents variés, tels que des matrices de microlentilles, des optiques moulées ou des composants multicouches en verre et plastique. Grâce à sa haute résolution, le système convient également à des applications exigeantes où de petites déviations de structure sont critiques. Sa vitesse de balayage élevée permet de contrôler directement en ligne de production – sans manipulation manuelle ni interruption du processus. Le système peut être intégré de manière flexible dans les lignes de production existantes et supporte une régulation du processus basée sur les données. Il est particulièrement pertinent pour les fabricants de matrices de lentilles, microlentilles ou modules optiques soumis à des tolérances strictes.

Recherche et fabrication : une synergie pour l'industrie

Tous les exposés présentés reposent sur des travaux de recherche et développement ayant un bénéfice direct pour l'application industrielle : l'objectif est de ne pas se limiter au laboratoire, mais de mettre en œuvre de manière robuste ces technologies en production – pour des processus plus précis, des cycles plus courts et une sécurité accrue dans le contrôle qualité. Avec son expertise tout au long de la chaîne de processus, l'institut Fraunhofer IPT offre aux entreprises de l'industrie optique des technologies et des procédés permettant de raccourcir les cycles de développement et de rendre la production durable à l'avenir.