Pontosság sorozatban

Az optimalizált formázási folyamatok lehetővé teszik a magas precizitású optikai üvegalkatrészek automatizált gyártását: az üvegnyersanyagok formázása akár 800 °C-on mindössze néhány percet vesz igénybe. © Fraunhofer IPT / Az optimalizált formázási folyamatok lehetővé teszik a magas precizitású optikai üvegalkatrészek automatizált gyártását: Az üvegnyersanyagok formázása akár 800 °C-on mindössze néhány percet vesz igénybe. © Fraunhofer IPT

Méretarányos szerkezetalkotás: Mikro- és nanostruktúrák hatékonyan átültethetők nagy felületekre moduláris folyamatarchitektúrával — ideális optikai, érzékelő vagy funkcionális felületekhez. © Fraunhofer IPT / Méretarányos szerkezetalkotás: Mikro- és nanostruktúrák hatékonyan átültethetők nagy felületekre moduláris folyamatarchitektúrával — ideális optikai, érzékelő vagy funkcionális felületekhez. © Fraunhofer IPT

Az Fraunhofer IPT által kifejlesztett mérőrendszerrel lehetőség nyílik tomográfiai minőségellenőrzésre a gyártási folyamat során. © Fraunhofer IPT / Inline minőségbiztosítás: A Fraunhofer IPT rendszere optikai alkatrészeket vizsgál gyártás közben — gyorsan, pontosan és érintés nélkül. © Fraunhofer IPT

Hogyan lehet hatékonyan formálni üvegalkatrészeket, mikrostruktúrákat nagyléptékben átvinni és optikai komponenseket a gyártási folyamat során ellenőrizni? A választ a Fraunhofer Gyártástechnológiai Intézet (IPT) Aachenből mutatja be 2025. június 24. és 27. között a LASER World of PHOTONICS rendezvényen Münchenben, a B1 csarnok 231-es standján. A fókuszban három kulcstechnológia áll az ipari optikai gyártásban: magas precizitású üvegformálás, skálázható mikro- és nanostruktúrák kialakítása, valamint károsodásmentes inline mérőrendszerek miniaturizált alkatrészekhez.

Akár mikrooptikák a félvezetőipar számára, funkcionális felületekkel ellátott alkatrészek vagy magas precizitású optikák az orvostechnikában – az optikai komponensekkel szembeni követelmények egyre nőnek. Komplex geometriák, pontosan meghatározott felületek és megbízható minőségbiztosítás szükséges. Hogyan lehet ezeket az igényeket folyamatosan és ipari szinten kielégíteni, mutatja be a Fraunhofer IPT a LASER World of PHOTONICS 2025 rendezvényen Münchenben. A kiállítási bemutatás három szorosan összefonódó technológiai területre összpontosít: formázás, struktúrálás és ellenőrzés.

Formálás: Komplex üvegkomponensek hatékony gyártása

egy nagy kihívás a magas precizitású optikák költséghatékony és gyors gyártása. A Fraunhofer IPT a kiállításon mikrooptikai alkatrészeket és lencse tömböket mutat be, amelyeket replikatív formálással készítettek üvegből. Az intézet az elmúlt években olyan szintre fejlesztette a módszert, hogy a rendkívül összetett geometriák szigorú toleranciákkal már hatékonyan gyárthatók sorozatban. Ebben kiemelten fontos szerepet játszanak az új szimulációs eszközök és a folyamatautomatizálás.

A szükséges eszközök szintén az intézetben készülnek: ultranagy precizitású megmunkálással, szubmikrométeres pontossággal. Különösen olyan iparágak számára, mint a félvezetőipar, lézertechnika, orvostechnika vagy biztonsági és felügyeleti feladatok, ez új lehetőségeket teremt – például olyan alkatrészek esetében, amelyeket eddig csak bonyolult megmunkálással lehetett előállítani.

Strukturálás: Mikro- és nanostruktúrák felvitele a felületre

egy második fókusz a optikai és funkcionális felületek struktúrálásán van. Bemutatnak egy egységes folyamatláncot mikro- és nanostruktúrák kialakítására, amely moduláris folyamatarchitektúrának köszönhetően hatékonyan átvihető nagy felületekre. Kisebb strukturált egységek kerülnek egy egységes, zökkenőmentes replikációs eszközzé összeállításra. Ez csökkenti a folyamatidőt, növeli az ismételhetőséget és csökkenti a költségeket. A Fraunhofer IPT által kifejlesztett módszer optikai felületekre, szenzorokra vagy funkcionális bevonatokra alkalmas, ahol a struktúra minősége és a felület eddig nehezen egyeztethető össze.

Minőségbiztosítás: Optikák károsodásmentes és inline ellenőrzése

A Fraunhofer IPT egy olyan rendszert mutat be, amely a miniaturizált optikai komponensek károsodásmentes vizsgálatára szolgál, és az intézetben fejlesztették ki: a kiállított Optikai Kohérenztomográfia (röviden: OCT) rendszer élőben nyújt betekintést a formába, geometriába és belső struktúrákba a standon – érintés nélkül és pontosan. Az OCT lehetővé teszi összetett alkatrészek mérését különböző átlátszó anyagokból, például mikro lencse tömbök, fröccsöntött optikák vagy több rétegű üveg- és műanyag alkatrészek esetében. A magas felbontásnak köszönhetően a rendszer alkalmas még kihívást jelentő alkalmazásokra is, ahol a legkisebb struktúraeltérések döntőek. A magas szkennelési sebesség lehetővé teszi, hogy az alkatrészek közvetlenül a gyártási ciklusban ellenőrizhetők legyenek – manuális kezelés vagy folyamatmegszakítás nélkül. A rendszer rugalmasan integrálható meglévő gyártósorokba, és támogatja az adat-alapú folyamatirányítást is. Különösen fontos a lencse tömbök, mikro lencsék vagy optikai egységek gyártói számára, ahol szigorú toleranciák vannak.

Kutatás és gyártás összekapcsolása

Az összes bemutatott kiállítási tárgy kutatási és fejlesztési munkákon alapul, amelyek közvetlenül hasznosíthatók az iparban: a cél nemcsak a technológiák laborban való kifejlesztése, hanem azok robusztus beépítése a gyártásba – precízebb folyamatok, rövidebb ciklusidők és nagyobb biztonság a minőségellenőrzésben. A teljes folyamatlánc szakértelmével a Fraunhofer IPT vállalatokat az optikai iparban olyan technológiákkal és folyamatokkal látja el, amelyek rövidítik a fejlesztési ciklusokat és jövőképesebbé teszik a gyártást.