Optische Beschichtungsanlage: Was sollten Käufer vor dem Kauf wissen?

Im Bereich der optischen Fertigung sind optische Beschichtungsmaschinen die Kernausrüstung, die die Leistung der Produkte bestimmt. Ob es sich um die Herstellung von Handyobjektiven, Kameraobjektiven oder optischen Komponenten für die Luft- und Raumfahrt handelt, die Qualität der Beschichtung beeinflusst direkt wichtige Indikatoren wie die Lichtdurchlässigkeit, das Reflexionsvermögen und die Verschleißfestigkeit der Produkte. Es gibt jedoch zahlreiche Arten von optischen Beschichtungsmaschinen mit komplexen technischen Parametern, und die Qualifikationen der Hersteller auf dem Markt variieren stark. Viele Käufer sind aufgrund unzureichender Vorbereitung im Voraus in Schwierigkeiten geraten, wie z. B. "minderwertige Maschinen zu hohen Preisen kaufen" und "Fehlpassung zwischen Ausrüstung und Bedarf". Dieser Artikel wird die wichtigsten Informationen, die Käufer vor dem Kauf von optischen Beschichtungsmaschinen beherrschen müssen, aus Kerndimensionen wie technischer Erkenntnis, Bedarfsbestimmung, Herstelleruntersuchung und Kostenrechnung zusammenfassen, um eine präzise Beschaffung zu unterstützen.

Optische Beschichtungsmaschinen sind keine "Allzweckausrüstung". Verschiedene Beschichtungstechnologien entsprechen unterschiedlichen Anwendungsszenarien, und die Kernparameter bestimmen direkt die Anpassungsfähigkeit der Ausrüstung. Käufer müssen zunächst ein grundlegendes Verständnis der Technologie aufbauen, um zu vermeiden, von den Fachbegriffen der Hersteller in die Irre geführt zu werden.

1. Kerntyp: Die richtige Richtung basierend auf dem Beschichtungsprinzip auswählen

   Gegenwärtig werden die Mainstream-Technologien für optische Beschichtungen in zwei Hauptkategorien unterteilt: physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Unter diesen ist die PVD-Technologie im optischen Bereich am weitesten verbreitet und kann speziell in die folgenden drei Typen unterteilt werden, mit signifikanten Unterschieden in ihren anwendbaren Szenarien:

   • Verdampfungsbeschichtungsmaschine:

     Sie verdampft das Beschichtungsmaterial durch Widerstandsheizung, Elektronenstrahlbeschuss und andere Methoden und kondensiert es zu einem Film auf der Oberfläche optischer Komponenten. Die Vorteile sind eine gute Gleichmäßigkeit und hohe Reinheit der Filmschicht, die sich für die Beschichtung einzelner oder mehrerer Schichten dielektrischer Filme (wie Antireflexionsfilme, Reflexionsfilme) eignet und in zivilen optischen Produkten wie Brillengläsern und Kameraobjektiven weit verbreitet ist. Der Nachteil ist, dass die Haftung der Filmschicht relativ schwach ist, was sie für Szenarien mit extrem hohen Anforderungen an die Verschleißfestigkeit ungeeignet macht.

   • Sputterbeschichtungsmaschine:

     Sie verwendet Plasma, um das Zielmaterial zu beschießen, wodurch die Atome des Zielmaterials entweichen und sich auf der Oberfläche des Werkstücks ablagern. Die Filmschicht hat eine starke Haftung und hohe Dichte und kann mit Metallfilmen, Legierungsfilmen und Verbundfilmen beschichtet werden. Sie eignet sich für verschleißfeste und kratzfeste Szenarien wie Schutzfilme für Handykameras und Automobilglas. Die Abscheidungsrate ist jedoch relativ langsam, und die Ausrüstungskosten sind höher als bei der Verdampfungsbeschichtungsmaschine.

   • Ionenunterstützte Beschichtungsmaschine:

     Während des Verdampfungs- oder Sputterbeschichtungsprozesses wird eine Ionenquelle eingeführt, um die Filmschicht zu beschießen, wodurch ihre Dichte und Haftung erhöht wird. Diese Art von Ausrüstung kombiniert die hohe Effizienz der Verdampfungsbeschichtung mit der hohen Leistung der Sputterbeschichtung, was sie zur bevorzugten Wahl für hochwertige optische Komponenten wie Laserlinsen und optische Linsen für die Luft- und Raumfahrt macht, aber sie ist auch die teuerste.

   Käufer müssen den Typ basierend auf ihren eigenen Produktanforderungen auswählen. Für die Herstellung gewöhnlicher Lesebrillengläser kann beispielsweise eine Verdampfungsbeschichtungsmaschine die Anforderungen erfüllen. Wenn optische Teleskoplinsen in Militärqualität hergestellt werden sollen, ist eine ionenunterstützte Beschichtungsmaschine erforderlich. Wenn man blindlings "High-End-Technologie" anstrebt, führt dies zu einer Verschwendung von Investitionen in die Ausrüstung. Wenn die ausgewählte Technologie die Produktstandards nicht erfüllt, führt dies zu Produktionsnacharbeiten.

2. Schlüsselparameter: Konzentrieren Sie sich auf die Indikatoren, die direkt mit der Produktion zusammenhängen

   Parameter sind die quantitative Manifestation der Ausrüstungsleistung. Käufer sollten die folgenden sechs Kernindikatoren genau beachten, um nicht in die Falle des "Parameter-Piling" zu tappen

   • Vakuumgrad:

     Er ist die Grundlage der Beschichtungsqualität. Je höher der Vakuumgrad, desto weniger Verunreinigungen und desto höher die Reinheit der Beschichtungsschicht. Zivile optische Produkte erfordern in der Regel einen Vakuumgrad von über 10⁻³Pa, und High-End-Produkte müssen das 10⁻⁵Pa-Niveau erreichen. Es ist notwendig, darauf zu achten, ob der Hersteller "ultimativer Vakuumgrad" oder "Arbeitsvakuumgrad" angibt, wobei letzterer den tatsächlichen Produktionsstatus besser widerspiegeln kann.

   • Größe der Beschichtungskammer:

     Bestimmt die Menge und maximale Größe der Werkstücke, die gleichzeitig verarbeitet werden können. Die Auswahl sollte auf der eigenen Produktionsskala (Chargengröße) und den Werkstückspezifikationen (z. B. Linsendurchmesser, Linsenmodulgröße) basieren. Bei der Herstellung von 8-Zoll-Optikglas sollte beispielsweise der Durchmesser der Beschichtungskammer mindestens 300 mm betragen. Gleichzeitig sollte die Anordnung der Werkstückgestelle berücksichtigt werden, um die Raumnutzung zu gewährleisten.

   • Menge und Art des Zielmaterials:

     Das Zielmaterial dient als Träger des Beschichtungsmaterials. Geräte mit mehreren Zielmaterialien können die Beschichtung von Mehrschichtverbundfilmen erreichen. Wenn es notwendig ist, Antireflexionsfilme (normalerweise Mehrschicht-Dielektrikumsfilme) herzustellen, sollten Geräte mit mehr als drei Zielstellen ausgewählt werden. Die Art des Zielmaterials muss mit dem Beschichtungsmaterial übereinstimmen. Beispielsweise sollten Titanziele für die Beschichtung von TiO₂-Filmen und Siliziumziele für die Beschichtung von SiO₂-Filmen verwendet werden.

   • Abscheidungsrate:

     Sie beeinflusst direkt die Produktionseffizienz und wird üblicherweise in nm/min gemessen. Die Abscheidungsrate von Verdampfungsbeschichtungsmaschinen ist relativ hoch (bis zu 50-100 nm/min), während die von Sputterbeschichtungsmaschinen langsamer ist (5-20 nm/min). Der Käufer muss in Kombination mit den Anforderungen des Produktionszyklus ein Gleichgewicht zwischen der Rate und der Qualität der Filmschicht herstellen.

   • Gleichmäßigkeit der Filmdicke:

     Sie ist ein Kernindikator für optische Komponenten. Ungleichmäßige Filmschichten können zu Schwankungen der Lichtdurchlässigkeit des Produkts führen. Der Gleichmäßigkeitsfehler der Filmdicke für hochwertige Geräte sollte innerhalb von ±2 % kontrolliert werden. Es ist erforderlich, dass der Hersteller tatsächliche Testberichte anstelle von theoretischen Daten vorlegt.

   • Steuerungssystem:

     Ein hochautomatisiertes Steuerungssystem kann manuelle Bedienungsfehler reduzieren und die Produktionsstabilität erhöhen. Bevorzugen Sie die Auswahl von Geräten, die mit einem SPS-Steuerungssystem ausgestattet sind, das die Parameterspeicherung und den Ein-Klick-Aufruf unterstützt, insbesondere geeignet für die Herstellung von mehreren Chargen und mehreren Spezifikationen von Produkten.

Das Wesen des Kaufs einer optischen Beschichtungsmaschine ist es, "Produktionsbedürfnisse zu bedienen". Ein Kauf, der von den eigenen Szenarien losgelöst ist, führt unweigerlich zu einer Verschwendung von Ressourcen. Käufer müssen ihre Anforderungen aus den drei Dimensionen Produkt, Produktionskapazität und Kosten klar definieren und vermeiden, "übertrieben ehrgeizig und umfassend" oder "übermäßig Kosten zu senken".

1. Produktorientiert: Von den Endstandards rückwärts arbeiten, um die Ausrüstungsanforderungen zu erfüllen

   Die Anforderungen an die Beschichtungsqualität optischer Produkte in verschiedenen Branchen variieren stark. Käufer müssen zunächst die Standards der Endprodukte klären und dann rückwärts arbeiten, um die Bedingungen zu bestimmen, die die Ausrüstung erfüllen muss:

   • Für zivile Produkte für den Verbraucher (wie Augengläser und Handyhüllen):

     liegt der Schwerpunkt auf der Lichtdurchlässigkeit der Filmschicht (in der Regel ≥95 % erforderlich) und der Verschleißfestigkeit (Bleistifthärte ≥3H). Die endgültigen Leistungsanforderungen für die Ausrüstung sind relativ gering, und kostengünstige Verdampfungsbeschichtungsmaschinen oder einfache Sputterbeschichtungsmaschinen können ausgewählt werden.

   • Industrieprodukte (wie optische Werkzeugmaschinenlinsen, Linsen für Inspektionsinstrumente):

     Es ist notwendig, die Stabilität der Filmschicht und die Umweltbeständigkeit (Hochtemperaturbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit) zu berücksichtigen. Es wird empfohlen, eine ionenunterstützte Beschichtungsmaschine zu wählen, um sicherzustellen, dass die Haftung der Filmschicht den 5B-Pegel im ASTM D3359-Standard erreicht.

   • Für hochwertige Präzisionsprodukte (wie LiDAR-Linsen und optische Linsen für die Fernerkundung in der Luft- und Raumfahrt):

     werden extrem hohe Anforderungen an die Reinheit, Gleichmäßigkeit und Stabilität der Filmschicht gestellt. Es ist notwendig, hochwertige Geräte mit Vakuum-Backfunktion und Mehrfach-Ionenquellenkonfiguration auszuwählen, und gleichzeitig muss der Hersteller über Qualifikationen für die Produktion in Militärqualität verfügen.

   Wenn die zu produzierenden Produktspezifikationen vielfältig sind (z. B. Linsen mit unterschiedlichen Durchmessern und optische Komponenten mit unterschiedlichen Formen), sollten Geräte mit einstellbaren Werkstückgestellen und Unterstützung für den schnellen Zielwechsel ausgewählt werden, um die Produktionswechselzeit zu verkürzen.

2. Kapazitätsplanung: Die aktuelle Skala mit zukünftigem Wachstum abgleichen

   Die Produktionskapazität der Ausrüstung sollte mit der eigenen Produktionsskala übereinstimmen und gleichzeitig einen gewissen Wachstumsspielraum reservieren, um die Situation von "einem kleinen Pferd, das einen großen Wagen zieht" oder "einem großen Pferd, das einen kleinen Wagen zieht" zu vermeiden.

   • Für Start-ups oder Kleinserienfertigung:

     Unternehmen mit einer Jahresproduktion von weniger als 1 Million Stück wird empfohlen, kleine Einkammer-Beschichtungsmaschinen (Beschichtungskammerdurchmesser ≤400 mm) zu wählen. Diese Art von Ausrüstung nimmt eine kleine Fläche ein (in der Regel ≤5 Quadratmeter), hat geringe Investitionskosten und kann schnell einen Produktionsstart erreichen.

   • Mittelständische Unternehmen:

     Für Unternehmen mit einer Jahresproduktion von 1 bis 5 Millionen Stück können sie Doppelkammer- oder Mehrkammer-Kontinuierbeschichtungsmaschinen wählen, um einen "Zuführungs - Beschichtungs - Entladungs"-Fließbandbetrieb zu erreichen, die Produktionseffizienz zu steigern und die Wartezeit für das Vakuumpumpen zu verkürzen.

   • Große Massenproduktionsunternehmen:

     Unternehmen mit einer Jahresproduktion von über 5 Millionen Stück müssen Produktionslinien anpassen, die mit automatischen Be- und Entladesystemen und Online-Filmdickenerkennungsgeräten ausgestattet sind, um eine vollständige Prozessautomatisierung zu erreichen, die Arbeitskosten zu senken und die Konsistenz der Chargenproduktion zu gewährleisten.

3. Kostenbudgetierung: Ausgleich von Anfangsinvestitionen und langfristigem Betrieb

   Die Beschaffungskosten für optische Beschichtungsmaschinen reichen von einigen hunderttausend bis zu mehreren Millionen. Käufer müssen eine "Full-Life-Cycle-Cost"-Denkweise etablieren, anstatt sich nur auf Ausrüstungsangebote zu konzentrieren.

   • Anfangsinvestition:

     einschließlich des Preises der Ausrüstung selbst, der Installations- und Inbetriebnahmekosten sowie der Kosten für die Standortrenovierung (z. B. Verlegung von Vakuumleitungen, Behandlung von antistatischen Böden). Einige High-End-Geräte müssen mit dedizierten Kühlsystemen ausgestattet werden, und die Kosten für diesen Teil müssen ebenfalls in das Budget einbezogen werden.

   • Betriebskosten:

     Umfassen hauptsächlich den Verbrauch von Zielmaterial (macht 30 % - 50 % der Betriebskosten aus), Stromkosten, Kosten für den Austausch von Vakuumpumpenöl und Arbeitskosten. Beispielsweise ist die Zielmaterialausnutzungsrate von Sputterbeschichtungsmaschinen geringer als die von Verdampfungsbeschichtungsmaschinen, und die langfristigen Betriebskosten sind höher. Daher sollte eine umfassende Betrachtung in Kombination mit den Produktgewinnen erfolgen.

   • Wartungskosten:

     Die Lebensdauer der Kernkomponenten der Ausrüstung (wie Vakuumpumpen und Ionenquellen) beträgt in der Regel 3 bis 5 Jahre. Es ist notwendig, die Austauschkosten und den Zyklus im Voraus zu verstehen, um das Problem der "schwierigen Wartung und hohen Kosten" im späteren Stadium zu vermeiden.

Der technische Schwellenwert für optische Beschichtungsmaschinen ist hoch, und die Stärke des Herstellers bestimmt direkt die Qualität der Ausrüstung und die anschließende Servicegarantie. Käufer sollten "Werkstätten"-Hersteller vermeiden und aus den folgenden drei Dimensionen streng auswählen:

1. Qualifikationszertifizierung: Ein "harter Indikator" zur Überprüfung der technischen Stärke

   Ein legitimer Hersteller sollte über vollständige Qualifikationszertifizierungen verfügen, was die grundlegende Garantie für die Ausrüstungsqualität ist.

   • Produktionsqualifikationen:

     Muss über die "Sonderausrüstung-Herstellungslizenz" (Vakuumausrüstung wird als Sonderausrüstung klassifiziert) und die ISO9001-Zertifizierung des Qualitätsmanagementsystems verfügen, um standardisierte Produktionsprozesse zu gewährleisten.

   • Technische Zertifizierung:

     Wenn es sich um High-End-Anwendungen (wie Militär oder Medizin) handelt, muss der Hersteller über die entsprechende Branchenzertifizierung verfügen (z. B. die Zertifizierung des Militärproduktqualitätsmanagementsystems GJB9001C). Wenn die Kernkomponenten (wie Vakuumpumpen und Ionenquellen) importiert werden, müssen das Originalimportzertifikat und die Zollanmeldung vorgelegt werden.

   • Patenttechnologie:

     Hersteller mit unabhängigen Patenten (wie Patente für Filmdickenkontrollsysteme und Vakuumdichtungstechnologie) verfügen in der Regel über stärkere technische Fähigkeiten und können den Kauf von "gefälschter Ausrüstung" vermeiden.

2. Servicekapazität: Die "Soft Power", die den stabilen Betrieb der Ausrüstung gewährleistet

   Die Installation, Inbetriebnahme und Wartung von optischen Beschichtungsmaschinen haben extrem hohe technische Anforderungen. Die Servicefähigkeiten der Hersteller wirken sich direkt auf die Produktionseffizienz und die Lebensdauer der Ausrüstung aus.

   • Installation und Inbetriebnahme:

     Der Hersteller ist verpflichtet, Vor-Ort-Installations- und Inbetriebnahmedienste bereitzustellen, den Inbetriebnahmeprozess klar zu definieren (in der Regel 1-2 Wochen) und sicherzustellen, dass alle Parameter der Ausrüstung nach der Inbetriebnahme den im Vertrag festgelegten Standards entsprechen (z. B. Gleichmäßigkeit der Filmdicke und Vakuumgrad).

   • Personalschulung:

     Sie sollte den Betrieb der Ausrüstung, die tägliche Wartung, die Fehlerbehebung bei häufigen Fehlern usw. abdecken, um sicherzustellen, dass die Mitarbeiter des Unternehmens die Ausrüstung unabhängig bedienen können und Schäden an der Ausrüstung durch unsachgemäße Bedienung vermieden werden.

   • After-Sales-Reaktion:

     Definieren Sie die After-Sales-Reaktionszeit klar (z. B. Fernunterstützung innerhalb von 2 Stunden und Vor-Ort-Service innerhalb von 24 Stunden), insbesondere für Kernproduktionsausrüstung, bei der Ausfallzeiten zu erheblichen Verlusten führen. Eine schnelle After-Sales-Reaktion ist von entscheidender Bedeutung. Finden Sie gleichzeitig heraus, ob der Hersteller Servicestellen und Ersatzteillager in der Region hat, um Verzögerungen bei der Ersatzteilversorgung zu vermeiden.

3. Fallüberprüfung: Auf das "echte Feedback" von Kollegen verweisen

   Die Fälle der Hersteller sind der direkteste Beweis für ihre Stärke. Käufer müssen Folgendes genau beachten:

   • Peer-Fälle:

     Bevorzugen Sie die Auswahl von Herstellern, die führende Unternehmen in derselben Branche bedient haben, z. B. solche, die Handyobjektive herstellen. Sie können untersuchen, ob der Hersteller ein Lieferant für Unternehmen wie Huawei und Xiaomi ist. Solche Hersteller haben ein besseres Verständnis der Branchenanforderungen, und ihre Ausrüstung ist besser kompatibel.

   • Fallauthentizität:

     Es ist erforderlich, dass Hersteller Kontaktinformationen von Kunden angeben, Vor-Ort-Besuche oder Telefongespräche durchführen, um den tatsächlichen Betrieb der Ausrüstung zu verstehen (z. B. Ausfallrate, Produktionseffizienz und Stabilität der Filmschichtqualität), und sich nicht von "falschen Fällen" irreführen lassen.

   • Langfristige Kooperationssituation:

     Wenn die Zusammenarbeit zwischen dem Hersteller und dem Kunden 3 Jahre überschreitet und es Nachkäufe gibt, deutet dies darauf hin, dass die Qualität der Ausrüstung und des Service anerkannt wurden und vertrauenswürdig sind.

Nachdem der Hersteller ermittelt wurde, sind die Vertragsunterzeichnung und die Testlaufphasen die letzte Verteidigungslinie, um Risiken zu vermeiden. Käufer sollten die folgenden Details genau beachten, um spätere Streitigkeiten zu vermeiden:

1. Vertragsbedingungen: Rechte, Pflichten und Abnahmekriterien klar definieren

   Der Vertrag sollte die Ausrüstungsparameter, Abnahmekriterien, Zahlungsmethoden, After-Sales-Garantien und andere Inhalte detailliert aufführen, um vage Ausdrücke zu vermeiden.

   • Parameterdetails:

     Führen Sie im Vertrag eindeutig Kernparameter wie Vakuumgrad, Filmdickengleichmäßigkeit und Abscheidungsrate auf und geben Sie spezifische Werte und Erkennungsmethoden an (z. B. welche Marke von Filmdickenmessgerät für die Erkennung verwendet werden soll).

   • Abnahmekriterien:

     Es werden zwei Phasen vereinbart, nämlich "Leermessung" und "Lastmessung". Bei der Leermessung wird geprüft, ob die Parameter der Ausrüstung selbst den Standards entsprechen. Die Lastmessung wird durch Beschichtungstests an den tatsächlichen Werkstücken des Käufers durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Produktqualität den Endstandards entspricht (z. B. Lichtdurchlässigkeit und Verschleißfestigkeit), und der Abnahmebericht wird von beiden Parteien unterzeichnet und bestätigt.

   • Zahlungsmethode:

     Es wird empfohlen, das "3-4-2-1"-Zahlungsmodell zu verwenden, d. h. 30 % der Vorauszahlung werden nach Vertragsunterzeichnung geleistet, 40 % nach der Installation und dem Debuggen der Ausrüstung im Werk, 20 % nach bestandener Abnahme und 10 % nach Ablauf der Garantiezeit, um das Zahlungsrisiko zu verringern.

   • Garantiebedingungen:

     Definieren Sie die Garantiezeit (in der Regel 1-2 Jahre) klar. Innerhalb der Garantiezeit müssen Kernkomponenten (wie Vakuumpumpen und Ionenquellen) kostenlos ausgetauscht werden, und die Kriterien zur Unterscheidung zwischen menschlich verursachtem Schaden und normaler Abnutzung festlegen.

2. Testlaufphase: Vor-Ort-Test der Ausrüstungsleistung

   Der Testlauf ist ein entscheidender Schritt, um die Qualität der Ausrüstung zu überprüfen. Der Käufer muss während des gesamten Prozesses teilnehmen und sich auf die Prüfung der folgenden Inhalte konzentrieren:

   • Stabilitätstest:

     Betreiben Sie die Ausrüstung kontinuierlich 72 Stunden lang, um zu beobachten, ob der Vakuumgrad stabil ist, ob die Gleichmäßigkeit der Filmdicke schwankt und ob Fehler im Steuerungssystem vorliegen.

   • Effizienztest:

     Berechnen Sie gemäß dem normalen Produktionsprozess die Zeit für eine einzelne Beschichtung (einschließlich Vakuumieren, Beschichten und Entlüften), um zu überprüfen, ob die Produktionseffizienz der Ausrüstung den Zusagen des Herstellers entspricht.

   • Produkttests:

     Leistungstests werden an den mit Ausrüstung beschichteten Werkstücken durchgeführt, z. B. Messung der Lichtdurchlässigkeit mit einem Spektrophotometer und der Härte der Filmschicht mit einem Verschleißfestigkeitstester, um sicherzustellen, dass die Produkte den Produktionsanforderungen entsprechen.

Der Kauf einer optischen Beschichtungsmaschine ist ein systematisches Projekt, das Technologie, Kosten und Service umfasst. Käufer müssen die Kaufmentalität "nur auf den Preis zu achten" und "blind dem Trend zu folgen" aufgeben und während des gesamten Prozesses von "Technologieerkenntnis - Bedarfsbestimmung - Herstellerauswahl - Risikovermeidung" gut vorbereitet sein. Nur durch die präzise Abstimmung der Leistung der Ausrüstung mit den Produktionsanforderungen und die Auswahl eines Herstellers mit starken Fähigkeiten kann die optische Beschichtungsmaschine zum "Kernmotor" für die Steigerung der Produktwettbewerbsfähigkeit werden, anstatt zu einer "Belastung" für den späteren Betrieb. Im Rahmen des großen Trends der intelligenten Fertigung gewährleistet hochwertige optische Beschichtungsausrüstung nicht nur eine stabile Produktion, sondern bietet auch solide technische Unterstützung für Unternehmen, um mit dem Wettbewerb auf dem Markt fertig zu werden.