Metodo s de Fabricacion optica

1. Ventajas y limitaciones Que puedo hacer Capacidad instalada El factor humano Costo vs calidad Producción/planeación/controles Las nuevas tecnologías Metodosde Fabricacionoptica Desarrollado por el personal de manufactura óptica del Centro de Investigaciones en Optica, México. Pontificia Universidad Católica de Perú, Septiembre del 2012

2. sistema optico a desarrollar

3. Si el sistemaestáformado de superficies planas, cóncavas, convexas y cónicas de revoluciónpodemosutilizar la máquinastradicionales.

4. Y dependiendo de la cantidad de componentes y los tiempos de entregarequeriremos de un númerodeterminado de equipo.

5. Peroademás de pulidorasnecesitamosmásmáquinas Generadorasesmeriladoras Cortadoras Inspección Equipo de prueba

6. Todoestodefiniránuestracapacidadinstalada. • Con los métodosconvencionales o tradicionales se puedehacerprácticamentetodotipo de componentesópticas, sin embargo no siempre se puedeasegurar la repetitividad, en la calidad y el controlde los tiempos de producción.

7. Independientemente de la complejidad de la componenteóptica a fabricar, se debe de contar con personal quetenga el entrenamiento y capacidadparahacerlas. Noslleva un promedio de 5 añoslograrqueuna persona alcance el nivelrequeridoparaproducircomponentes de altaprecisión. De cada 5 personas queseleccionamosparacapacitar solo 3 concluirán y unaserá un técnico de buenmuynivel. Factor humano

8. Es frecuentequeproducimoscomponentes de muyaltacalidaddejando a un lado el costo y sin querealmente sea necesariaesacalidad. En pocaspalabrasproducimos un automovil de lujo y lo vendemos a precio de un compacto. Costovscalidad

9. CalidadCostoTiempo La relacioncalidad – costo – tiempo, no son lineales

10. Peroquedetermina la calidad, el costo y el tiempo de manufactura? El usoque se le dará a la componente o sistemaóptico, quepuede ser: Formación de imágenes Procesamiento de señales Opticalimitadapordifracción Rango del espectro Potencia del láser con quetrabajara (IR esmuy noble) Etc.

11. Aquíentra el trabajo del diseñador , el entenderrealmente los requerimientos de la óptica, la comunicaciónquetenga con el fabricante y cuantoestedispuesto a invertirquien la solicita. Un factor determinanteserá la selección del vidrio. Si un BK7 tiene un costo de 1, un CaF2 puedellegar a costar hasta 20 vecesmás.

12. Independientemente de que se fabriqueunacomponmenteóptica, un sistemacompleto o se tengaunalínea de producción, se deberácontar con unaplaneación y sistemas de control. Planeacion y control

13. LOGISTICA • REQUERIMIENTO • COMPRAS • MAQUINARIA • PERSONAL • CALIDAD • INSUMOS • CONTROL • PLANEACIÓN

14. PLANEACIÓN Y SEGUIMIENTO

15. Inspección de entrada de insumos. Control de materiales. Hojas de ruta. Hojas de inspección. Dibujos, especificacionesópticas y mecánicas. Pruebas a realizar. Calidad Empaque control

16. Tecnicasmodernas de fabricacion Dada la demandaqueexistepara la fabricación de superficies no convencionalescomolasasféricas y las de forma libre, al día de hoy se handesarrolladodiferentestécnicas y maquinariaparasumanufactura. Todasestastécnicas son asisitidasporcomputadora. Algunas de lastécnicasque se encuentran en el mercado son: Pulidora, esmeriladora y generadora CNC Chorro de agua (FJP) Pulidora CNC tipoBonete FluidoMagnetoreologico (MRF) Pulidora de bandatipo CNC Punta de diamante (SPDT)

17. Estasmáquinasestánbasadas en la tecnologiatardicional. Utilizanherramientas de diamante paragenerar, esmerilar y de gomaparapulir. Son de altaprecisión y muyrápidas. Pulidoras y esmeriladoras CNC Cortesia de Satisloh

18. El FJP utiliza el flujo de agua a presiónparadebastar la superficie. El fluidodebecontenerabrasivosquedependiendode sutamaño, dureza y concentracionasícomo de la presión del chorrodel fluido, será el acabadoque se obtenga. Pulido con chorro de agua (FJP) Vista lateral del corte Bomba Pieza a pulir Vista superior del corte Cortesia de II-VI Liquido con abrasivo

19. Pulidoracnctipobonete Este proceso se basa en la utilizaciórn de unaherramientadeformnabletipobonete la cual se llena con un líquido. Por la parte exterior la herramientalleva un elementoabrasivo. La herramienta se monta en unamáquinade7 ejescontroladosporcomputadora. Manipulandola presión con que se llena el bonete, la velocidad de giro y la presiónque se aplica, se puedenobtenerprácticamentecualquiertipo de superficie, siendolas de forma libre, suespecialidad. Zeeko Ltd UK

20. Pulidopormedio de liquidosmagneticos (mrf) El sistemamagnetorologico, utiliza un abrasivolíquidoquecontienepartículasferrosas, el cual al pasarsobre un tambormagnéticohaceque el líquido se endurezca y puedadebastarunasuperficie, dandolela forma quepreviamente se establezca. A diferencia de los otrosprocesos, en este la componenteópticaestá en la parte superior. Cortesia de QED Corp. Forma del corte Vista superior Bomba Bomba

21. Pulidora de bandatipocnc Este sistemafuncionapormedio de unaruedaelastométricamovidaporunabanda de debaste. La bandacontieneparticulas de diamente, zirconio, cerio o alumina en diferentesconcentraciones y tamaños, y dependiendo del diámetro de la rueda y de la dureza de la bandaserán los tiempos de proceso. Este sistemaestácontenido en unamáquina de 5 ejeshaciéndolaversatilpara la obtención de diferentestipos de superficies. De acuerdo a la literaturaexistentemáquinaspudenproducir superficies de hastaλ/4 y podría ser el procesoque antecede a los MRF y Bonete.

22. Utilizaunaherramientacon punta de diamante quepuedecortar en profunidades de hastaunadécima de micrómetro, por lo que la piezaposteriormentetendráque ser pulida, siesparaóptica de precisión. Las máquinasque se utilizanparaeste fin se caracterizanporsuestablidad, control de movimento y temperatura, (≤0.1°C) Punta de diamante (SPDT) Con el proceo de punta de diamante se puedenobtenerhiperboloides, paraboloides, elipsoides,toroids,asferas, opticalimitadapordifraccion, etc en materialesvitreos, metales y plasticos

23. Perotodasestastecnologías, maqunarias y equiposrequieren de unainversiónalta Porejemplo: PulidoraStrasbaugh de dos ejescapacidad de 300 mm de diámetro, 25 mil USD. UnapulidoraSatislohparalentes de 60 mm de diámetro, 140mil USD. UnidadZeekopara superficies de hasta 300 mm de diámetro, 350 mil £ Unaunidad SPDT, 200 mil USD

24. Entoncesquehacemos? Cualesnuestracapacidad de compra? Cualelegimos? Nuestraelecciónestáacorde con lo quevamos a fabricar, a lo quenospiden? Cuales el retorno de la inversión? Quetalsihacemosalianzas con otrosgruposafines? PodríamosestructurarunaalianzaPerú-México en futurosproyectos, empezando con la capacitacion de personal?

25. De acuerdo a informacionqueposeemos, la capacidad actual parafabricarsistemasopticospara la comunidadastrofisica, sobrepasa la capacidadinstalada a nivelmundia. Segunreporte de la Air Force de los EstadosUnidos de Norte America, hay unalinea de espera de proyectoshasta el 2037, perosiguecreciendo.

26. Desde los años 70’s se empezó a tomarconciencia de los residuosque se generan en los procesos de manufacturaóptica. Ahora los productoresestácontrolando la emanaciones de vapores, la confinación de residuossólidosse cuenta con sistemas de filtraciónde aguasresiduales, hay supervisión de institucionesreguladoras del medioambiente. Exsitenacuerdosinternacionales en estamateria. Las convocatoriasinternacionalrequierenque se compruebe los sistemas de control con que se cuentaparapoderotorgar los proyectos. Medioambiente

27. Independientemente de la complejidad de la componenteóptica y de la técnicaque se utiliceparafabricarla, habrá un factor del cualsiempredependeremos, el factor humano. La capacidad y la experienciadesarrolladaserá la clave del éxito en manufacturaóptica. CONCLUSIONES

28. GRACIAS POR SU ATENCION M en C. Ing. Luis Manuel Arredondo Vega Coordinador de talleres y películasdelgadas Centro de Investigacioneen Optica León Guanajuato, México mavega@cio.mx