Intelligentes Licht

LIMO jest jedyną na świecie firmą, która może produkować 300-mm szklane wafle do wytwarzania wysokoprecyzyjnych soczewek cylindrycznych. (Źródło obrazu: LIMO) / LIMO jest jedyną na świecie firmą posiadającą możliwość wytwarzania 300-mm szklanych wafli do produkcji wysokoprecyzyjnych soczewek cylindrycznych. (Obraz: LIMO)

Długość krawędzi szklanej wafli, którą można jednocześnie strukturalnie obrabiać na całej powierzchni za pomocą nowej metody, została pomyślnie zwiększona z początkowych 35 mm (1,4 cala) do nawet 300 mm (12 cali) w pięciu etapach. Ponieważ powierzchnia wafla rośnie kwadratowo wraz z długością krawędzi, a czas obróbki rośnie tylko nieznacznie, firma LIMO zdołała obniżyć koszty produkcji na mm² w każdej kolejnej generacji wafli. (Źródło obrazu: LIMO)

Długość krawędzi szklanego wafla, który może być jednocześnie strukturalnie obrabiany na całej powierzchni nową techniką, została pomyślnie zwiększona z początkowych 35 mm (1,4 cala) do nawet 300 mm (12 cali) w pięciu etapach. Ponieważ powierzchnia wafla rośnie kwadratowo wraz z długością krawędzi, a czas obróbki rośnie tylko nieznacznie, firma LIMO zdołała obniżyć koszty produkcji na mm² w każdej kolejnej generacji wafli. (Źródło obrazu: LIMO)

Nowa metoda produkcji umożliwiła dostępność wysokiej jakości optyk szklanych do masowych zastosowań, takich jak LIDAR i czujniki ID, przy korzystnej cenie. Firma LIMO GmbH, producent precyzyjnych mikrooptyk do systemów laserowych, jako pierwszy na świecie zdołała przetwarzać duże szklane wafle o wymiarach 300 mm x 300 mm z wysoką precyzją i produkować z nich tanie mikrooptyki.

Wyzwanie w masowej produkcji skomplikowanych optyk szklanych polega na obróbce dużych powierzchni wafli przy zachowaniu niezmiennej wysokiej precyzji. To właśnie w 2018 roku firma LIMO osiągnęła przełom technologiczny. Udało się jej wyprodukować szklane wafle o średnicy 140 mm do wytwarzania wysoko precyzyjnych soczewek cylindrycznych, bez konieczności kompromisów w jakości.

Dzięki dalszemu rozwojowi metody, firma jest teraz w stanie produkować szklane wafle o wymiarach 300 mm (12 cali x 12 cali). Z jednego takiego wafla można wyprodukować 25 000 soczewek FAC o typowym rozmiarze, a także inne układy soczewek o oszlifowanych kształtach cylindrycznych, zachowując przy tym wysoką jakość optyczną. Postęp w technologii produkcji obniża koszty jednostkowe wysokiej jakości szklonych optyk laserowych, które dotąd były zarezerwowane głównie dla tanich plastikowych soczewek. Wysokiej jakości szklane optyki mogą być po raz pierwszy wykorzystywane także w cenowo wrażliwych zastosowaniach konsumenckich i masowych. Typowe obszary zastosowań to między innymi:

- LIDAR do autonomicznej jazdy i autonomicznego transportu (logistyka, drony itp.)
- komunikacja i wymiana danych, np. dla inteligentnych systemów komputerowych i smartfonów z optycznymi czujnikami ID
- zdefiniowane homogeniczne oświetlenie laserowe dla techniki pomiarowej
- technika bezpieczeństwa (inteligentny dom, udostępnianie danych czy transakcje finansowe)
- zastosowania Industry 4.0 (wzrok maszynowy).

Zalety wysoko precyzyjnych optyk szklanych

Najważniejsze zalety optyk szklanych to wysoka jakość optyczna, długoterminowa stabilność i duża wydajność:

- Optyki szklane działają bezbłędnie i niezawodnie w zakresie temperatur od -40 do co najmniej +105 stopni. Są stabilne w długim okresie, zapewniając jednolitą wydajność na całym zakresie temperatur.
- Optyki szklane zapewniają stałą funkcję optyczną nawet przy wyższych mocach. Dzięki bezhotspotowemu kształtowi wiązki, są również odpowiednie do oświetlenia laserowego w zastosowaniach bezpieczeństwa.
- Proces produkcji firmy LIMO umożliwia swobodne kształtowanie powierzchni wzdłuż jednej osi. Dzięki temu można wytworzyć dowolne pole oświetleniowe o szerokim kącie widzenia (do 120 stopni). Dla każdego czujnika oznacza to większe pole widzenia, co jest korzystne zarówno dla liczby potrzebnych czujników np. w systemach LIDAR, jak i dla wszelkiego rodzaju elektroniki użytkowej.

Optyki szklane do komponentów o znaczeniu bezpieczeństwa

Wysokiej jakości i przystępne cenowo optyki laserowe ze szkła mają potencjał, aby uczynić innowacyjne zastosowania, takie jak druk 3D (technologia addytywna) i systemy LIDAR (Laser-based Light Detection and Ranging), masowo dostępnymi. Systemy LIDAR i czujniki 3D do autonomicznej jazdy są szczególnie istotnymi elementami bezpieczeństwa i są wykorzystywane w trudnych warunkach środowiskowych. Wymagają one nie tylko wysokiej jakości, ale także bezpiecznego i długoterminowo stabilnego działania. Te wymagania mogą spełniać wyłącznie systemy laserowe z wysokiej klasy mikrooptykami szklanymi.

Udoskonalona metoda produkcji optyk laserowych ze szkła

Firma LIMO GmbH z Dortmundu opracowała w 2018 roku nowatorską metodę obróbki, która jest znacznie bardziej wydajna od dotychczas stosowanych metod produkcji klasycznych optyk i mikrooptyk. Obróbka w temperaturze pokojowej pozwala na zwiększenie rozmiaru wafli do mikrooptyk bez utraty jakości, skrócenie cyklu produkcyjnego na wafel oraz trwałe obniżenie kosztów produkcji. LIMO jest jedyną firmą na świecie, która opanowała taką metodę produkcji dużych ilości elementów.