Gedruckte Optik

In den letzten Jahren sind 3D-Drucktechnologien für die Herstellung optischer Komponenten immer attraktiver geworden. Dies steht in direktem Zusammenhang mit Fortschritten in der Herstellungstechnologie und den verwendeten optischen Harzen oder Tinten.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer IOF und der Hochschule Aalen erforscht das Fraunhofer ISC innovative Wege zur Revolutionierung der Herstellung optischer Komponenten. Verfahren wie Stereolithographie und Tintenstrahldruck wurden angepasst, um präzise und glatte Oberflächen zu erzeugen, und hybride polymerbasierte Harze (ORMOCER^®) wurden entwickelt und an die jeweiligen Drucktechnologien angepasst. Mit diesem additiven Fertigungsansatz konnten wir frei geformte optische Oberflächen mit Hybridmaterialien erzeugen, die glasähnliche optische Eigenschaften aufweisen, d. h. hohe Transmission, geringe Vergilbung und ausgezeichnete thermische Stabilität.

Die Ermöglichung komplexer frei geformter refraktiver Oberflächen für maßgeschneiderte Lichtverteilungen ist jedoch nicht die einzige Errungenschaft der 3D-gedruckten Optik. Mit unseren Partnern haben wir zusätzliche Technologien entwickelt, um weitere Funktionen in die gedruckten optischen Komponenten einzubringen. Mit diesem Ansatz kommen wir der Vision eines integrierten und voll funktionsfähigen gedruckten optischen Systems näher.

Zusätzliche Funktionalitäten:
 

• integrierte Spiegel, die durch Drucken und Sintern von Silbertinten realisiert werden
• gedruckte leitfähige Drähte zur elektrischen Kontaktierung
• integrierte LEDs
• Antireflexionsbeschichtungen durch Plasmabehandlung der gedruckten Komponente
• Gradienten Index (GRIN)-Optik durch die Verwendung von Tinten mit maßgeschneiderten Refraktionsindexen
• Streuschichten zur Homogenisierung des Lichts
• Oberflächenveredelung mit zusätzlichen refraktiven oder diffraktiven Mikrooptiken durch Zwei-Photonen-Polymerisation
• Absorberstrukturen durch Laserkarbonisierung des gedruckten Harzes oder durch Drucken von angepasstem Schwarz
• Materialfunktionalitäten durch z. B. Integration von Quantenpunkten
  

Kompetenzen des Fraunhofer ISC

• einzigartige Kombination von Prozesstechnologie und Entwicklung von maßgeschneiderten Hybridpolymeren
• CAD/CAM-Kette: Vom Design zum Prototyp
• Prototypenentwicklung für konventionelle Optiken und Mikrooptiken
• Machbarkeitsstudien und Prozessentwicklung