Precisione in serie

I processi di formatura ottimizzati consentono la produzione automatizzata di componenti ottici in vetro di alta precisione: La formatura dei preforme di vetro a temperature fino a 800°C richiede solo pochi minuti. © Fraunhofer IPT / I processi di stampaggio ottimizzati consentono la produzione automatizzata di componenti ottici in vetro di alta precisione: La modellatura delle preforme di vetro a temperature fino a 800°C richiede solo pochi minuti. © Fraunhofer IPT

Strutturare su larga scala: micro e nanotecnologie possono essere trasferite in modo efficiente su ampie superfici utilizzando un'architettura di processo modulare — ideale per applicazioni ottiche, sensoriali o funzionali. © Fraunhofer IPT / Structuring at scale: Micro- and nanostructures can be efficiently transferred to large areas using a modular process architecture—ideal for optical, sensory, or functional surfaces. © Fraunhofer IPT

Con il sistema di misurazione sviluppato presso il Fraunhofer IPT è possibile effettuare una garanzia di qualità tomografica durante il processo di produzione. © Fraunhofer IPT / Controllo qualità in linea: il sistema Fraunhofer IPT ispeziona componenti ottici durante la produzione—rapidamente, con precisione e senza contatto. © Fraunhofer IPT

Come possono essere modellati in modo efficiente i componenti in vetro, trasferite su larga scala le microstrutture e verificare le componenti ottiche nel processo di produzione in corso? Risposte vengono fornite dall'Istituto Fraunhofer per la tecnologia della produzione IPT di Aquisgrana dal 24 al 27 giugno 2025 alla LASER World of PHOTONICS a Monaco, nella Hall B1 allo stand 231. Al centro dell'attenzione ci sono tre tecnologie chiave per la produzione industriale di ottica: alta precisione nella formatura del vetro, strutturazione scalabile di micro- e nanotecnologie e tecnologia di misurazione inline non distruttiva per componenti miniaturizzati.

Che si tratti di microottiche per la tecnologia dei semiconduttori, componenti con superfici funzionalizzate o ottiche di alta precisione per la tecnologia medica – le esigenze delle componenti ottiche sono in aumento. Sono richiesti geometrie complesse, superfici definite con precisione e un affidabile controllo di qualità. Come queste esigenze possano essere soddisfatte in modo continuo e industriale, viene mostrato dall'Istituto Fraunhofer IPT alla LASER World of PHOTONICS 2025 a Monaco. Al centro della presentazione della fiera ci sono tre campi tecnologici strettamente interconnessi: formatura, strutturazione e verifica.

Formatura: Produzione efficiente di componenti in vetro complessi

Una grande sfida è la produzione economica e rapida di ottiche di alta precisione. L'Istituto Fraunhofer IPT presenta alla fiera componenti microottici e matrici di lenti realizzate tramite formatura replicativa del vetro. L'istituto ha sviluppato il procedimento negli ultimi anni fino al punto che geometrie altamente complesse con tolleranze strette possono essere ora prodotte in serie in modo efficiente. In questo processo, giocano un ruolo decisivo strumenti di nuova generazione, simulazioni avanzate e automazione dei processi.

Gli strumenti necessari vengono anch'essi sviluppati presso l'istituto: tramite lavorazioni di precisione ultra-accurate con tolleranze inferiori al micrometro. Questo apre nuove possibilità, soprattutto per settori come la tecnologia dei semiconduttori, laser, tecnologia medica o applicazioni di sicurezza e sorveglianza – ad esempio per componenti che finora potevano essere prodotti solo con lavorazioni di asportazione di truciolo a costi elevati.

Strutturazione: portare micro- e nanotecnologie sulla superficie

Un secondo focus è sulla strutturazione di superfici ottiche e funzionali. Viene mostrata una catena di processo completa per micro- e nanotecnologie, che può essere trasferita in modo efficiente su grandi superfici grazie a un'architettura modulare del processo. Piccole unità strutturate vengono assemblate in uno strumento di replicazione continuo e senza soluzione di continuità. Ciò riduce i tempi di processo, aumenta la riproducibilità e abbassa i costi. Il procedimento sviluppato dall'Istituto Fraunhofer IPT è adatto per superfici ottiche, sensori o rivestimenti funzionali, dove la qualità della struttura e la superficie sono finora state difficili da conciliare.

Controllo di qualità: verificare ottiche in modo non distruttivo e inline

L'Istituto Fraunhofer IPT presenta un sistema per il controllo non distruttivo di componenti ottici miniaturizzati, sviluppato presso l'istituto: il sistema esposto per la Tomografia di Coerenza Ottica (in breve: OCT) permette di avere una visione in tempo reale della forma, della geometria e delle strutture interne dei componenti in vetro – senza contatto e con precisione. L'OCT consente di misurare componenti complessi realizzati con diversi materiali trasparenti, come matrici di micro-lenti, ottiche di stampaggio o componenti multistrato in vetro e plastica. Grazie alla sua alta risoluzione, il sistema è adatto anche per applicazioni complesse, dove piccole deviazioni strutturali sono decisive. Grazie alla velocità di scansione elevata, i componenti possono essere verificati direttamente nel ciclo di produzione – senza manipolazioni manuali o interruzioni del processo. Il sistema può essere integrato in modo flessibile nelle linee di produzione esistenti e supporta anche un controllo di processo basato sui dati. Particolarmente rilevante per i produttori di matrici di lenti, micro-lenti o gruppi ottici con tolleranze strette.

Ricerca e produzione in dialogo

Tutti gli espositori presentati si basano su lavori di ricerca e sviluppo con un beneficio diretto per l'applicazione industriale: l'obiettivo è sviluppare le tecnologie non solo in laboratorio, ma portarle in modo robusto in produzione – per processi più precisi, cicli di produzione più brevi e maggiore sicurezza nel controllo qualità. Con la sua competenza lungo tutta la catena di processo, l'Istituto Fraunhofer IPT offre alle aziende dell'industria ottica tecnologie e processi che riducono i cicli di sviluppo e rendono la produzione sostenibile per il futuro.