Einleitung: Präzisionsanforderungen an optische Komponenten für die 3D-Sensorik
Das endlose Diamantdrahtschneiden von Vimfun schafft einen neuen Ansatz für optische 3D-Sensorkomponenten.
Die rasante Verbreitung von 3D-Sensorik in Smartphones, AR/VR, Gesichtserkennung und Automobilsystemen hat die Nachfrage nach komplexen optischen Komponenten erhöht – insbesondere polymerbeschichtete, mikrostrukturierte Glassubstrate.
Diese Substrate dienen der Strahlformung, Lichtstreuung oder Wellenfrontsteuerung und bestehen häufig aus ultradünnen Polymerfilmen auf Borosilikat- oder Quarzglas. Typische Eigenschaften:
- Filmdicke: <2 μm
- Mikrostrukturgeometrie: <10 μm Teilung
- Materialkombination: hoher Brechungsindexkontrast (z. B. Polymer + Glas)
- Thermische Empfindlichkeit: Beschichtungsverformung >40°C
Die Herausforderung besteht darin, diese Verbundwerkstoffe aus sprödem Glas und weicher Beschichtung präzise zu schneiden, ohne die optischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Einschränkungen herkömmlicher Schneidmethoden
🔹 Laserschneiden
- Verursacht lokale Erwärmung >150°C
- Ursachen Polymerblasenbildung, Delamination oder Brechungsindexdrift
- Hinterlässt Spuren von thermischer Belastung und erfordert eine Nachreinigung.
🔹 Wasserstrahlschneiden
- Eine Präzision von <±50 μm ist schwer zu erreichen.
- Wassereintritt kann beschädigte strukturierte Oberflächen
- Verursacht Verunreinigungen und erfordert lange Trocknungszyklen
🔹 Mechanisches Schleifen / Hin- und Herbewegungsdraht
- Vibrationsanfällig
- Führt zu Kantenausbrüchen und Scherversagen der Beschichtung
- Die Beschichtungskontinuität über die Schnittkante kann nicht aufrechterhalten werden.
Lösung: Endloser Diamantdraht für kaltes, stabiles und sauberes Schneiden
Vimfun’'S endloses Diamantdrahtschneidsystem bietet einzigartige Vorteile für mikrostrukturierte Optiken:
✅ Kaltbearbeitung – Keine thermische Verformung
- Verwendung deionisiertes Wasser als Kühlmittel
- Hält die Polymerschicht unter 25 °C
- Erhält die Mikrostrukturtreue und die Haftung der Beschichtung.
✅ Vibrationsfreier Antrieb
- Endlosschleife gewährleistet keine Beschleunigungsumkehr
- Verhindert Mikrorisse und Ablösungen der Beschichtung
- Drahtwegabweichung <±1 μm mit Präzisionsführungssystem
✅ Hohe Kantenqualität
- Erreicht Ra <0,15 μm, Kantenrauhigkeit, ideal für Optiken
- Keine Abplatzungen oder Restspannungen an der Glas-Polymer-Grenzfläche
- Die Nachbearbeitungszeit wurde um 40–60% reduziert.
Anwendungen und Anwendungsfälle
Endloses Diamantseil wird heute häufig zum Schneiden verwendet:
- Strukturierte Lichtdiffusoren in Face ID- und ToF-Sensoren
- Strahlhomogenisatoren für VCSEL-Arrays
- Kundenspezifische diffraktive optische Elemente (DOEs) in AR-Projektion
- Mikrolinsenarrays mit Hybridbeschichtungen
Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen konnte die Ausbeute in verifizierten Kundenfallstudien von ~751 TP3T auf >981 TP3T verbessert werden.
(geschnittene Polymer-auf-Glas-Probenkante unter dem Mikroskop)
Fazit: Ermöglichung einer ertragreichen Fertigung von 3D-Sensoroptiken
Die 3D-Sensorik bringt Materialien und Prozesse an ihre Präzisionsgrenzen. Die einzigartige Multimaterialstruktur polymerbeschichteter Optiken erfordert stressfrei, rückstandsfrei und mit präziser Schneidkante.
Vimfuns endloses Diamantdrahtsystem setzt einen neuen Standard:
- Saubere Kanten
- Minimaler Werkzeugverschleiß
- Wiederholbares Schneiden im Mikrometerbereich
- Vollständig kompatibel mit Massenproduktion und Automatisierung
Hersteller, die diese Methode anwenden, profitieren von folgenden Vorteilen:
- Ertragsverbesserung 30%+
- Reduzierte Nachbearbeitung
- Skalierbarkeit auf dünnere und komplexere optische Systeme
