AIMEN lidera un proyecto para fabricar ópticas y productos holográficos para sectores como automoción y aeroespacial

El proyecto PHENOmenon desarrolla una nueva tecnología de fabricación de ópticas y productos holográficos a medida con propiedades mejoradas para diferentes aplicaciones, que van desde la iluminación de alta eficiencia, la mejora de pantallas curvas y flexibles, la seguridad de documentos o productos innovadores para los sectores de automoción o aeroespacial.

PHENOmenon ha empleado en el proyecto la “paralelización masiva”, una técnica de producción vanguardista por láser que consiste en la división del láser en una gran cantidad de rayos simultáneos, cada uno de los cuales es capaz de funcionar como una impresora 3D independiente a escala nanométrica. 

Se trata de la primera vez a nivel mundial que se consigue dividir un único láser en más de 10 mil haces simultáneos con una resolución mejor que una micra y mantener el proceso con calidad en cada uno de ellos. 

AIMEN Centro Tecnológico situado en el área de Vigo (O Porriño) es el líder del proyecto europeo PHENOmenon, una iniciativa vanguardista que en los últimos tres años ha trabajado en el desarrollo de una nueva tecnología de fabricación de ópticas y productos holográficos a medida con propiedades mejoradas para diferentes aplicaciones, que van desde la iluminación de alta eficiencia, la mejora de pantallas curvas y flexibles, la seguridad de documentos o productos innovadores para los sectores de automoción o aeroespacial. El principal valor diferencial de este proyecto, que cuenta con un presupuesto cercano a los 4 millones de euros, es que se trata de un área prácticamente sin explorar y que permitirá la fabricación de productos muy innovadores con funcionalidades que no existen en la actualidad.

En el marco de PHENOmenon, se ha aplicado la “paralelización masiva”, una técnica de producción por láser que consiste en la división del láser en una gran cantidad de rayos simultáneos, cada uno de los cuales es capaz de funcionar como una impresora 3D independiente a escala nanométrica. Se trata de la primera vez a nivel mundial que se consigue dividir un único láser en más de 10 mil haces simultáneos con una resolución mejor que una micra y mantener el proceso con calidad en cada uno de ellos. Con ello, se puede aprovechar mucho mejor la potencia de los láseres industriales y, sobre todo, se reduce enormemente el tiempo de fabricación y se abarata el proceso.

Gracias a esta técnica, PHENOmenon, que se encuentra en su fase final, ha conseguido fabricar lentes de un espesor de una micra y con unas propiedades ópticas extraordinarias como la ausencia de dispersión cromática, utilizando solo nanoestructuras impresas en 3D. Esto supone un avance relevante ya que permite diseñar sistemas de concentración solar sin prácticamente añadir peso, lo cual es esencial en aplicaciones espaciales; o posibilita miniaturizar cámaras y sensores hasta niveles difíciles de alcanzar de otra forma. 

Otro reto alcanzado por el proyecto PHENOmenon ha sido transformar film plásticos en un difusor ultra-compacto de alto rendimiento gracias a la aplicación de microestructuras fabricadas por láser. Estos films son muy apreciados por la industria de las TIC para mejorar las pantallas de dispositivos móviles, monitores, etc.; y especialmente, para diseñar  futuras pantallas flexibles o curvas, integradas en superficies como vehículos o en arquitectura, entre otros. Además, la particularidad del film difusor desarrollado en el proyecto PHENOmenon es que permite diseñar la forma en que la luz es dirigida en esa superficie curva, lo cual es muy valioso para pantallas avanzadas, pero también para sistemas de iluminación LED.

Aplicaciones disruptivas

Los avances desarrollados por PHENOmenon se están validando en diferentes aplicaciones innovadoras. Una de ellas es para la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre, para la que se están diseñando nuevas estructuras holográficas para documentos de identificación, como una herramienta adicional que dificulte las falsificaciones. Asimismo, para PSA se está trabajando para integrar en los automóviles paneles de información y entretenimiento en los interiores, tanto para visualización 2D como 3D, con interacción touchless empleando hologramas. En concreto, PHENOmenon está avanzando en un concepto de botonera holográfica, que pueda incorporarse al mercado en un plazo de 2 o 3 años, aproximadamente. 

Con la firma FlexEnable, se está avanzando en un sistema de retroiluminación eficiente para pantallas flexibles y curvas, que podría incorporarse en  sus productos en apenas dos años. Por otra parte, con la empresa DesignLED, el proyecto PHENOmenon está optimizando uno de sus productos: una lámina plástica flexible, con LEDs integrados, que permite una mejor integración en arquitectura y mobiliario que los sistemas convencionales y que resulta mucho más compacta que otras técnicas de iluminación. En este caso concreto, el proyecto aporta la posibilidad de diseñar cómo se distribuye la luz a la salida de la lámina, consiguiendo la homogeneidad deseada en la superficie iluminada. Por último, con Thales se está trabajando en concentradores fotovoltaicos mejorados para aplicaciones aeroespaciales, con un peso menor que los actuales y con propiedades antiniebla, cuyos demostradores se están verificando a escala laboratorio para que puedan adaptarse a los exigentes estándares de la industria.

Consorcio europeo 

El consorcio PHENOmenon, liderado por AIMEN, está compuesto por cuatro instituciones de investigación: AIMEN -España-, Fundació Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) -España-, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) -Francia- e Institut Mines-Télécom (IMT-A) -Francia-. Asimismo, cuenta con ocho socios empresariales: THALES -Francia-, la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre - Real Casa de la Moneda (FNMT-RCM) -España-, PSA -Francia-, FlexEnable Limited (FLEXEN) -Reino Unido-, DesignLED Products -Reino Unido-, FLUXIM -Suiza-, Multiphoton -Alemania- y CDA -Alemania-. 

AIMEN lidera el proceso de escalar los resultados de investigación a nivel laboratorio de los socios europeos hacia una dimensión cercana a la escala industrial. Además, está encargado de probar los materiales y procesos desarrollados durante el proyecto con un láser de alta potencia para lograr la paralelización masiva y alta productividad que se viene persiguiendo. Asimismo, AIMEN se centra en la fabricación de los demostradores a para validar las aplicaciones del proyecto.

Sobre AIMEN

AIMEN Centro Tecnológico, con más de 50 años al servicio de la innovación y la industria, es en la actualidad un referente nacional en I+D+i y prestación de servicios tecnológicos en el ámbito de los materiales y las tecnologías de fabricación avanzada. Su Centro de Aplicaciones Láser, inaugurado en 2014, trabaja en el procesado de materiales con tecnología láser y es actualmente el mayor de España en su categoría, tanto por personal investigador como por inversión.

AIMEN cuenta con una importante presencia a nivel europeo e internacional en la línea de investigación de procesado láser de materiales, colaborando con países como Alemania, Francia, Italia, Reino Unido, Finlandia y Suecia. Sus innovaciones en este campo se centran principalmente en el desarrollo de procesos y aplicaciones láser industriales, micromecanizado y modificación superficial de materiales utilizando láseres de última generación, para lograr procesos más productivos, eficientes y precisos