Precisie in serie

De geoptimaliseerde vormgevingsprocessen maken geautomatiseerde productie van hoogprecisie optische glazen componenten mogelijk: Het vormen van glazen blokken bij temperaturen tot 800 °C duurt slechts enkele minuten. © Fraunhofer IPT / Geoptimaliseerde vormgevingsprocessen maken geautomatiseerde productie van hoogprecisie optische glazen componenten mogelijk: Het vormen van glazen blokken bij temperaturen tot 800 °C duurt slechts enkele minuten. © Fraunhofer IPT

Struktureren op grote schaal: Micro- en nanostructuren kunnen efficiënt worden overgebracht op grote oppervlakken met behulp van een modulaire procesarchitectuur — ideaal voor optische, sensorische of functionele toepassingen. © Fraunhofer IPT / Structurering op grote schaal: Micro- en nanostructuren kunnen efficiënt worden overgebracht op grote oppervlakken met behulp van een modulaire procesarchitectuur — ideaal voor optische, sensorische of functionele oppervlakken. © Fraunhofer IPT

Met het door Fraunhofer IPT ontwikkelde meettechnische systeem is een tomografische kwaliteitscontrole tijdens het productieproces mogelijk. © Fraunhofer IPT / Inline kwaliteitscontrole: Het systeem van Fraunhofer IPT controleert optische componenten tijdens de productie — snel, nauwkeurig en contactloos. © Fraunhofer IPT

Hoe kunnen glasbouwdelen efficiënt worden gevormd, microstructuren grootschalig worden overgedragen en optische componenten tijdens het lopende productieproces worden gecontroleerd? Antwoorden worden getoond door het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT uit Aken van 24 tot 27 juni 2025 op de LASER World of PHOTONICS in München in hal B1 op stand 231. De focus ligt op drie kerntechnologieën voor de industriële optiekproductie: hoogprecisie glasvormgeving, schaalbare micro- en nanostructurering en niet-destructieve inline-meettechnologie voor geminiaturiseerde onderdelen.

Of het nu gaat om micro-optieken voor de halfgeleidertechniek, onderdelen met functionele oppervlakken of hoogprecisie-optieken voor de medische technologie – de eisen aan optische componenten nemen toe. Er worden complexe geometrieën, exact gedefinieerde oppervlakken en betrouwbare kwaliteitsborging gevraagd. Hoe deze eisen consistent en industrieel toepasbaar kunnen worden vervuld, laat het Fraunhofer IPT zien op de LASER World of PHOTONICS 2025 in München. De focus van de beurspresentatie ligt op drie nauw verbonden technologische gebieden: vormgeving, structuur en controle.

Vormgeving: Complexe glaskomponenten efficiënt produceren

Een grote uitdaging is de kosteneffectieve en snelle productie van hoogprecisie-optieken. Het Fraunhofer IPT toont op de beurs microoptische onderdelen en lensarrays die via replicatieve vormgeving uit glas zijn vervaardigd. Het instituut heeft de procedure de afgelopen jaren zodanig ontwikkeld dat zeer complexe geometrieën met strakke toleranties nu efficiënt in serie kunnen worden geproduceerd. Hierbij spelen vooral nieuwe simulatiehulpmiddelen en procesautomatisering een cruciale rol.

De benodigde gereedschappen worden eveneens in het instituut vervaardigd: door ultranauwkeurige bewerking met sub-micrometer precisie. Vooral voor sectoren zoals de halfgeleidertechniek, laser, medische technologie of veiligheids- en toezichtstoepassingen ontstaan daarmee nieuwe opties – bijvoorbeeld voor componenten die voorheen alleen kostbaar via bewerking konden worden gemaakt.

Structurering: Micro- en nanostructuren op het oppervlak brengen

Een tweede focus ligt op het structureren van optische en functionele oppervlakken. Er wordt een doorlopende procesketen getoond voor micro- en nanostructuren, die door een modulaire procesarchitectuur efficiënt op grote oppervlakken kunnen worden overgedragen. Kleinere gestructureerde eenheden worden hiervoor samengevoegd tot een doorlopend, naadloos replicatiewerkzeug. Dit verkort de procestijd, verhoogt de reproduceerbaarheid en verlaagt de kosten. Het door het Fraunhofer IPT ontwikkelde proces is geschikt voor optische oppervlakken, sensortechnologie of functionele coatings, waarbij structuurkwaliteit en oppervlakte tot nu toe moeilijk te combineren waren.

Kwaliteitsborging: Optieken niet-destructief en inline controleren

Het Fraunhofer IPT presenteert een systeem voor niet-destructieve controle van geminiaturiseerde optische componenten, dat in het instituut is ontwikkeld: Het getoonde systeem voor optische coherenztomografie (kort: OCT) biedt live op de stand inzicht in vorm, geometrie en interne structuren van glaskomponenten – contactloos en nauwkeurig. De OCT maakt het mogelijk om complexe onderdelen van verschillende transparante materialen te meten, zoals microlensarrays, spuitgietoptieken of meerlagige componenten van glas en kunststof. Dankzij de hoge resolutie is het systeem ook geschikt voor veeleisende toepassingen waarbij kleinste afwijkingen in structuren bepalend zijn. Door de hoge scansnelheid kunnen onderdelen direct in de productiecyclus worden gecontroleerd – zonder handmatig handling of onderbreking van het proces. Het systeem kan flexibel worden geïntegreerd in bestaande productielijnen en ondersteunt daarnaast data-gestuurde procesregeling. Vooral relevant voor fabrikanten van lensarrays, microlenzen of optische modules met strakke toleranties.

Onderzoek ontmoet productie

Alle gepresenteerde exposities zijn gebaseerd op onderzoeks- en ontwikkelingswerk met directe toepassing in de industrie: Het doel is om technologieën niet alleen in het laboratorium te ontwikkelen, maar ook robuust in de productie te brengen – voor nauwkeurigere processen, kortere doorlooptijden en meer zekerheid in de kwaliteitscontrole. Met zijn expertise over de gehele procesketen biedt het Fraunhofer IPT optiekbedrijven technologieën en processen die ontwikkelingscycli verkorten en de productie toekomstbestendig maken.