A Fraunhofer ILT a világon egyedülálló módon teljesen integrált, lézeralapú gyártást kínál az optikai tervezéstől a formázáson, lézerpolírozáson és lézerformakorrekción át a beállításig és csomagolásig. Ezzel az intézet többek között az orvostechnika, lézeroptika vagy mikroelektronika területén működő gyártókat és felhasználókat célozza meg.
[Lézeralapú, monolitikus, kétszintes mikrolencse-arány a lézersugár homogenizálására. A teljesen lézeralapú folyamatlánc lehetővé teszi a komplex optikai felületek hatékony előállítását.]
A hagyománytól az innovációig
A Fraunhofer név több mint kétszáz éve a fénytan fejlődését jelenti. Joseph von Fraunhofer fizikus és optikus a 19. század elején új eljárásokat dolgozott ki a precíz üvegoptikák előállítására és jellemzésére, ezzel fontos alapokat teremtve a modern optikai gyártás számára.
Ma a Fraunhofer ILT kutatói folytatják ezt a hagyományt, miközben egy diszruptív technológiai váltást is előmozdítanak: A lézeralapú folyamatoknak ki kellene váltaniuk a hagyományos gyártási lépéseket, amelyek eddig rendszeres kézi beavatkozásokat igényeltek, és lehetővé teszik a teljesen digitális, nagymértékben automatizálható folyamatláncokat. Az eredmény: A bonyolult geometriák, mint például aszférák, szabadformájú optikák vagy mikrostrukturált felületek hatékonyan előállíthatók és korrigálhatók – legyen szó mikrolencse-arányokról a szubmilliméteres tartományban vagy bonyolult aszférákról centiméteres méretben.
[Even the most complex geometries can be efficiently produced without additional tool effort. Here: freeform lens for logo projection, after laser ablation (left), laser polished (middle), and anti-reflective (right).]
Komplex optikák előállítása többletköltség nélkül
A Fraunhofer ILT-nél az egyes lézeralapú feldolgozási lépések zökkenőmentesen illeszkednek egymásba. A lézeralapú formázással kezdve a üveg alapanyagok célzott előformázása valósítható meg. A következő lépésekben a lézerpolírozás és szükség esetén a lézeres formajavítás biztosítja a felületek simítását és a nanométeres tartományban lévő formaeltérések kompenzálását. A gyártástechnológiát gyártásbarát optikai tervezés és az optikai komponensek aktív beállítására és csomagolására szolgáló eljárások egészítik ki. Így egy folyamatos, digitálisan vezérelhető folyamatlánc jön létre, amellyel egyedi optikák és teljes optikai modulok hatékonyan gyárthatók és integrálhatók.
»A lézer számára közömbös az optikai geometria komplexitása«, magyarázza Dr. Edgar Willenborg, a Fraunhofer ILT polírozási csoportvezetője, a döntő előnyt. »Aszférák, szabadformák vagy különleges geometriák ugyanazzal az eszközzel, nagyobb ráfordítás nélkül megvalósíthatók. Csak a mérési technika válik bonyolultabbá.« Willenborg ezt az elvet »Complexity for Free«-nek nevezi. A klasszikus gyártás során egy aszféra egy hasonló gömbhöz képest akár ötszörös költséget is jelenthet – ez a különbség a lézeralapú eljárásokkal eltűnik.
Martin Kratz, csoportvezető az In-Volumen-Strukturierung & Lithographie területén a Fraunhofer ILT-nél, egy újabb technikai előnyt ismertet: „A lézer üveg általi munkavégzése lehetővé teszi, hogy az optika elülső, hátsó és peremhengere egyetlen befogásban, a legmagasabb precizitással készüljön el az optikai tengelyek egymáshoz viszonyított helyzetében. A spektrum a 500 mikrométeres egyes lencséktől kezdődő mikrolencse-arányoktól a jelenlegi 80 milliméter átmérőjű makrooptikákig terjed.” A jövőben a kutatócsoportok a gyártási folyamataikat nagyobb átmérőkre is skálázni kívánják.
[Aszférikus gullwing lencse 40 mm átmérővel, lézeralapú formázás után, még a polírozás előtt.]
Lézeralapú optikai gyártás az ipar felé vezető úton
A Fraunhofer ILT úgy véli, elérkezett az idő, hogy ezeket a technológiákat ipari gyakorlatba ültessék. »Sok év alapvető folyamatfejlesztése után az ipari megvalósítás küszöbén állunk« - mondja Edgar Willenborg. »A gépgyártókkal való növekvő együttműködés azt mutatja: az ipar készen áll arra, hogy megtegye ezt a lépést.« Ezzel a Fraunhofer ILT kifejezetten az olyan vállalatok felé irányul, amelyek lézeralapú optikai gyártást szeretnének integrálni saját termelésükbe.
A lézeralapú optikai gyártás új lehetőségeket kínál olyan alkalmazások számára, ahol összetett geometriákra és rugalmas gyártásra van szükség. Ide tartoznak például az orvostechnikai optikai rendszerek, valamint a lézeroptikák ipari alkalmazásokhoz és az optikai komponensek a mikroelektronikában. A jövőbeli területeken, mint a kvantumtechnológia, az EUV-litográfia vagy a fúziós kutatás, szintén nő a kereslet a nagy pontosságú speciális optikák iránt.
»Sok modern optikai rendszer ma testreszabott geometriákat igényel, amelyeket klasszikus eljárásokkal csak nagy erőfeszítéssel lehet előállítani.« – magyarázza Martin Kratz. »A lézeralapú folyamatok lehetővé teszik az ilyen optikák rugalmas és gazdaságos gyártását – különösen akkor, ha összetett geometriákra van szükség.«
Technológiai transzfer a kutatásból a termelésbe
»A Fraunhofer ILT szolgáltatási kínálata a teljes spektrumot lefedi az első koncepciótól kezdve az ipari megvalósítás kíséréséig. A folyamat gyakran egy megvalósíthatósági tanulmánnyal kezdődik, amelyben közösen a megrendelővel vizsgálják meg, hogy a lézeralapú folyamatok hogyan és milyen mértékben alkalmazhatók a specifikus optikai tervezésekhez és követelményekhez«, egészíti ki Dr. Christian Vedder, a »Felülettechnika és Abláció« osztály vezetője. Ezt követően a Fraunhofer ILT prototípusokat és kis sorozatokat gyárt, mint demonstrátorokat és a folyamat érvényesítésére. A következő lépésben az intézet támogatja ügyfeleit és projektpartnereit az új gyártási folyamatok ipari bevezetésében a saját termelésükbe. Ha a piacon nem állnak rendelkezésre megfelelő gépek, a Fraunhofer ILT ezeket kérésre saját magának fejleszti és építi.
A lézeralapú optikai gyártás területén a Fraunhofer ILT-nél jelenleg körülbelül 12 tudós dolgozik. Két kutatási fókusz áll jelenleg a középpontban: egyrészt a szenzoros rendszerek integrálása a gyártási folyamatokba, hogy tovább növeljék a legyártott optikák formai pontosságát. Másrészt a folyamatlánc optimalizálása, amelynek célja a lézer által indukált optikai felületek törési küszöbének növelése, ami különösen fontos minőségi paraméter a nagy teljesítményű lézeroptikák esetében.
Az Optatec-on 2026. május 5. és 7. között Frankfurt am Mainban a Fraunhofer ILT a 3-as csarnok 219-es standján bemutatja a folyamatlánc mentén kiválasztott demonstrátorokat. Az intézet kutatói a vásár ideje alatt rendelkezésre állnak a konkrét alkalmazásokkal, folyamatfejlesztéssel és együttműködési lehetőségekkel kapcsolatos beszélgetésekre. Ezen kívül a Fraunhofer ILT május 6-án szakmai előadással és azt követő panelbeszélgetéssel vesz részt az SPIE optics.org programjában.
Fraunhofer ILT az Optatec 2026-on a 3-as csarnok 219-es standján
Kapcsolat:
