EOSS: un nuevo sistema de producción industrial para recubrimientos ópticos de precisión
Los recubrimientos ópticos de precisión son tecnologías clave para los sistemas ópticos modernos. Estos recubrimientos complejos plantean requisitos muy estrictos en cuanto a uniformidad, estabilidad del proceso y productividad a escala industrial. Stefan Bruns, Philipp Farr y Michael Vergöhl, del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Delgadas (IST) de Braunschweig, han desarrollado una tecnología de recubrimiento única para sistemas ópticos de precisión que cumple estos requisitos y que ya se utiliza en la industria. Su labor les ha valido el Premio Joseph von Fraunhofer de 2026.
Con el desarrollo del sistema de producción EOSS (Enhanced Optical Sputtering System), el equipo de investigación del Fraunhofer IST ha marcado el comienzo de una nueva era en la óptica de precisión. “Nuestro objetivo común era lograr una fabricación de recubrimientos ópticos de alta precisión que fuera escalable a escala industrial, eficiente y flexible. Con el sistema de producción EOSS y el software complementario de control y supervisión MOCCA+ (Modular Optical Coating Control Application), hemos logrado plasmar la excelencia científica en un producto industrial que establece estándares mundiales. Las aplicaciones abarcan desde la conducción autónoma y la tecnología médica hasta la óptica de los teléfonos inteligentes, las telecomunicaciones y el sector aeroespacial”, explica Michael Vergöhl, director de Sistemas Ópticos y Electrónicos del Fraunhofer IST y motor científico del proyecto. Desde 2012 persigue la visión de revolucionar la aplicación industrial de la óptica de precisión.
¿Qué hace que el sistema EOSS sea único?
El sistema EOSS es el primero en utilizar cátodos giratorios de doble tubo, los denominados magnetrones giratorios. En combinación con novedosos blancos mixtos de metal y óxido metálico, esto da lugar a un proceso de recubrimiento extremadamente estable que no depende de gases reactivos. La posreacción del plasma, separada espacialmente, y el diseño orientado hacia arriba y con bajo nivel de partículas garantizan una producción uniforme y fiable incluso de los componentes ópticos más exigentes.
Otro avance tecnológico es la deposición simultánea de recubrimientos ópticos por ambas caras. “La capacidad de recubrir simultáneamente ambas caras duplica la productividad y permite recubrir sustratos extremadamente finos con la máxima estabilidad y uniformidad del proceso. Esto era impensable hasta ahora”, explica Michael Vergöhl. Los datos de rendimiento del sistema de producción son impresionantes. La uniformidad es extremadamente alta y estable, rozando el 100%, durante un periodo de producción hasta diez veces más largo que el de los sistemas anteriores. En combinación con la posibilidad de obtener perfiles de gradiente reproducibles y el alto grado de automatización, esto demuestra la madurez industrial de la tecnología.
MOCCA+: tecnología de medición personalizada para la supervisión de la producción
El hardware se complementa con MOCCA+, una aplicación modular de control y supervisión basada en modelos y datos que integra el control de procesos, la adquisición de datos y el análisis. MOCCA+ permite la supervisión en tiempo real de todo el proceso de recubrimiento, una primicia en la producción industrial. Esto también garantiza la calidad de los sistemas ópticos de precisión, al tiempo que maximiza la productividad de los sistemas EOSS. “Con MOCCA+, hemos sentado las bases para controlar de forma transparente procesos de recubrimiento complejos con una documentación comprensible. La supervisión en tiempo real mejora no solo la calidad, sino también la eficiencia de la producción”, destaca el responsable técnico del equipo, Stefan Bruns.
Comercialización industrial y éxito comercial
“Nuestra plataforma es pionera en esta tecnología y ofrece la máxima flexibilidad para los nuevos requisitos de diseño”, explica Philipp Farr, director del grupo de Recubrimientos Ópticos de Precisión del Fraunhofer IST, responsable principal de la comercialización industrial de la plataforma EOSS y de los procesos de recubrimiento asociados. Farr ha impulsado con éxito el avance de proyectos clave, entre ellos el de los filtros multigradientes altamente compactos del proyecto RAINBOW, en colaboración con Airbus Defence and Space, VISTA GmbH y el Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión (IOF). Financiado por la ESA, el proyecto RAINBOW está impulsando la teledetección hiperespectral para apoyar una agricultura más precisa y sostenible.
Otro ejemplo de éxito es el desarrollo de filtros de protección láser para gafas de aviador, cuya producción en serie ya se está llevando a cabo con éxito. “La colaboración dentro del equipo y con nuestros socios fue decisiva para la implementación industrial práctica de esta innovación y para hacer posible su éxito comercial. Nos enorgullece ver también que nuestras soluciones obtienen reconocimiento internacional”, afirma Farr.
El éxito comercial del proyecto subraya su importancia. Muchos sistemas de producción EOSS ya se han comercializado a través de socios, por ejemplo, bajo el nombre de FHR.STAR/EOSS en colaboración con FHR Anlagenbau GmbH y bajo el nombre de OPTA X (la próxima generación) en colaboración con VON ARDENNE GmbH. Con el sistema de producción EOSS y MOCCA+, el equipo de Fraunhofer ha desarrollado una tecnología clave que está transformando de forma sostenible la fabricación industrial de recubrimientos ópticos de precisión, en beneficio de la ciencia, la industria y la sociedad.
Premio Joseph von Fraunhofer
Desde 1978, la Fraunhofer-Gesellschaft concede anualmente el Premio Joseph von Fraunhofer a sus empleados por logros científicos destacados en el desarrollo de soluciones a problemas relacionados con aplicaciones prácticas. Este año se han otorgado tres premios, cada uno por valor de 50 000 euros, a grupos de investigadores de diferentes institutos.
