Ein 3D-Druck-Verfahren von Printoptix soll es ermöglichen, kleinste mehrteilige Linsensysteme inklusive Blenden und weiterer Bauteile kostengünstig und in Serienqualität zu drucken. Hierfür wären mit herkömmlichen Methoden viele Produktionsschritte und Fertigungsmaschinen notwendig: Mit dem neuen Verfahren werden die „impossible parts“ in einem Stück und in einem einzigen 3D-Druck-Schritt gefertigt. Mit Viewpointsystem, Spezialist für Smart Glasses, werden die 3D-gedruckten Mikrooptiken nun für den Markt vorbereitet.
An optische Komponenten werden hohe qualitative Anforderungen gestellt. Nachteile des 3D-Drucks waren bisher die Störeffekte im Volumen und an den Oberflächen gedruckter Objekte, wie z. B. Lagenbildung oder Rauigkeiten. Die im Projekt 3DPrintoptixMarket verwendeten 3D-Drucker des Herstellers Nanoscribe verfügen jetzt mit der sogenannten Grauskalen-Lithografie über eine innovative Methode, die die typischen Stufeneffekte des 3D-Drucks vermeidet und gleichzeitig erhebliche Steigerungen der Druckgeschwindigkeit ermöglicht. Mit dem von Printoptix veränderten 3D-Druck-Verfahren ist es auf dieser Basis möglich, ganze optisch glatte Linsensysteme monolithisch in einem Stück zu drucken, ohne dass dafür eine spätere Montage mit entsprechenden Fehlern nötig wäre.
„Während beispielsweise moderne Smartphone-Kameraobjektive aus bis zu sieben einzelnen Linsen bestehen und dazu noch viele Extrateile wie Blenden und Haltestrukturen kombinieren, geben die von uns verwendeten 3D-Drucker ein einzelnes transparentes Polymer-Teil aus. Durch ein patentiertes Verfahren wird es in einem einfachen Schritt mit Blenden und einer schwarzen Schutzhülle versehen“, erklärt Dr. Simon Thiele, CTO von Printoptix.
„Mit unserer Technologie eröffnen sich völlig neue Konstruktionsmöglichkeiten und Freiformen, die in herkömmlichen Fertigungsverfahren schlicht nicht realisierbar sind“, betont Nils Fahrbach, CEO von Printoptix. „Dies ermöglicht technologische Innovationen in Bereichen wie der medizinischen Endoskopie oder Augmented Reality. Darüber hinaus wird der Fertigungsprozess robuster, da keine Montage und mechanische Ausrichtung der optischen Komponenten mehr erforderlich sind.“
Bild: Viewpointsystem
Praktische Anwendung in Smart Glasses
Mit Viewpointsystem als Projektpartner werden die 3D-gedruckten Mikrooptiken nun für den Markt vorbereitet. In den Smart Glasses des Wiener Deep Tech-Unternehmens kommen die Optiken bei einer Reihe von Industriekunden zum Einsatz, was praktische Verbesserungen ermöglicht. Zudem werden die Möglichkeiten der Skalierung und Produktindividualisierung bei der Herstellung optimiert.
„Bei Smart Glasses ist es wichtig, die Mikrooptik für unterschiedliche Gesichtsformen und individuelle Besonderheiten der Augen anpassen zu können“, erklärt Frank Linsenmaier, CTO von Viewpointsystem. „Durch die Flexibilität und die Personalisierungsmöglichkeiten des 3D-Druckverfahrens können wir unsere Funktionalität und das Nutzererlebnis noch weiter verbessern, und das zu überschaubaren Kosten.“
Ziel des Kooperationsprojekts ist es, die Mikrooptiken bei gleichbleibender optischer Qualität noch um 50 Prozent zu verkleinern. So können die Komponenten perspektivisch auch in kleinsten optischen Modulen für Augmented Reality-Brillen zum Einsatz kommen. Weiterhin soll die Druckzeit um mehr als 70 Prozent auf unter zehn Minuten reduziert werden.
Förderung durch den European Innovation Council
3DPrintoptixMarket wird über einen Zeitraum von drei Jahren durch den European Innovation Council gefördert, Europas Vorzeige-Innovationsprogramm zur Ermittlung, Weiterentwicklung und Verbreitung bahnbrechender Technologien und Innovationen in Europa. (eve)
