Prodotti
04.07.2023
L'innovazione incontra la miniaturizzazione
Nel centro di competenza di Neubiberg, vicino a Monaco, Balluff progetta sistemi di misura optoelettronici intelligenti ad alta precisione per un'ampia gamma di applicazioni IIoT in collaborazione con il cliente.
Il 1989 è stato l'anno dei nuovi inizi e dei cambiamenti radicali. La Sensor Technologie München GmbH (STM) di Neubiberg, vicino a Monaco, fu fondata presso l'Università delle Forze Armate Federali come "spin-off" per offrire la tecnologia dei sensori optoelettronici in dimensioni estremamente ridotte. All'epoca non esisteva nulla di simile. In questo caso, per dimensioni estremamente ridotte si intendevano chip LED con bordi di soli 0,3-0,4 mm in piccoli alloggiamenti di 2 mm di diametro o con connessioni a vite M3. Insieme al professor Hans-Dieter Ließ, Edgar Melzner aveva sviluppato una tecnologia in cui i LED e i fotodiodi ricavati da wafer segati vengono collocati su speciali supporti insieme a una guaina. Grazie a un processo brevettato, una lente fatta di resina epossidica ottica viene colata direttamente su di essa - e i sensori speciali erano pronti. Questo processo, che in seguito è stato ulteriormente sviluppato, fa ancora oggi scalpore sul mercato.
Dalla partnership per lo sviluppo all'integrazione
La STM e i suoi 50 dipendenti sono stati infine integrati nel Gruppo Balluff nel 2014, grazie all'eccezionale portfolio di prodotti. In precedenza, le due aziende avevano già collaborato in una partnership di sviluppo. Poi, alla fine del 2020, il fondatore Edgar Melzner è andato in pensione come direttore del sito dopo anni di crescita di grande successo. Il suo successore, il dottor Michael Greif, sta sviluppando costantemente il sito come centro di eccellenza. Nel frattempo, più di 100 dipendenti producono sia sensori ottici personalizzati che prodotti ottici standard per una varietà di applicazioni industriali. Michael Greif si è dedicato all'obiettivo di adattare strutturalmente la sede alla forte crescita, mantenendo allo stesso tempo la forza innovativa. Così, ancora oggi, molte nuove idee di prodotto nascono dal nostro centro di competenza di Monaco.
Per questo motivo, Balluff Monaco si concentra sull'ulteriore sviluppo di alcune tecnologie all'interno del Gruppo Balluff. Grazie alla sua pluriennale esperienza e allo sviluppo orientato al cliente, la sede completa in modo ideale la rete produttiva e logistica, promuove soluzioni innovative e sostiene l'introduzione di nuovi prodotti.
Il responsabile della sede, il Dr. Michael Greif, sta sviluppando costantemente la Balluff di Monaco come centro di eccellenza.
Impegnati nell'ingegneria di sviluppo
Il Dr. Florian Furtmayr, responsabile del reparto di sviluppo, riassume la particolarità del processo: "Non partiamo da moduli LED già confezionati, ma dai chip realizzati con elementi wafer segati che acquistiamo. La progettazione e la produzione personalizzata avvengono interamente all'interno dell'azienda". Questo include anche le unità di amplificazione necessarie e in diverse generazioni tecnologiche. Il dottor Florian Furtmayr è un fisico per passione e ama le nuove sfide. L'alto livello di sviluppo e di produzione presso la sede Balluff di Monaco lo rende possibile.
Visualizzazione della macchina di produzione durante il processo di incapsulamento delle lenti per la produzione di LED.
Principio modulare per una maggiore libertà di scelta
Il principio modulare garantisce che le teste dei sensori possano essere combinate a piacere con gli altri moduli tecnologici. Grazie all'ottica variabile, il cliente può scegliere la sorgente luminosa che preferisce. "Ad esempio, la luce rossa nell'intervallo di 650 nm o nel vicino infrarosso di 1480 o 1550 nm. Le ultime due lunghezze d'onda sono assorbite dall'acqua, quindi è possibile effettuare facilmente misurazioni sui liquidi.
Questo è molto interessante per i nostri clienti dell'automazione di laboratorio o dell'industria farmaceutica. Devono analizzare sostanze liquide, come il sangue. La nostra tecnologia optosensoristica personalizzata è particolarmente adatta a questo scopo", spiega il responsabile del sito, il dottor Michael Greif. Il fisico con un dottorato di ricerca sa di cosa sta parlando, avendo già affrontato in modo intensivo le questioni spinose dell'ottica durante la sua tesi di laurea. Da otto anni lavora qui nella sede di Monaco con molte idee creative.
Ampio spazio di configurazione
Oltre alla testa ottica, è necessario un amplificatore o un'unità di valutazione. Si tratta di un sistema autonomo che comunica tramite un controller o IO-Link con un backend per la visualizzazione dei risultati. "In sostanza, offriamo al cliente un ampio spazio di configurazione, che consiste nella potenza e nella posizione del chip, nella geometria dell'obiettivo, nell'unità di amplificazione e nel design dell'alloggiamento, insieme alla lunghezza del cavo desiderata", spiega il fisico.
Ascoltare con attenzione e trarre abili conclusioni
Il lavoro di progetto congiunto si conclude solo quando i clienti hanno la soluzione che si adatta esattamente alle loro esigenze. "Questo di solito comporta domande sulla geometria dell'applicazione: si tratta di una geometria a luce riflessa o trasmessa? E quale lunghezza d'onda della luce deve essere utilizzata? Anche il tipo di elaborazione del segnale svolge un ruolo centrale nella risoluzione del compito di misura", aggiunge il responsabile del sito.
Il leitmotiv del sito è "La velocità conta".
I moderni metodi di simulazione, come il ray-tracing e la valutazione dei punti luce in tempo reale, aiutano i team di sviluppo ad accelerare il processo di progettazione. Utilizzando la stampa 3D nello sviluppo dei prototipi, i primi risultati possono essere discussi con i clienti dopo pochi giorni anziché mesi. In laboratorio viene ricreata la configurazione del cliente per individuare la migliore combinazione di trasmettitore e ricevitore. A seconda delle esigenze, vengono fornite raccomandazioni per l'impostazione ottimale dell'amplificatore o addirittura vengono sviluppati amplificatori personalizzati.
Circa la metà delle circa 230 diverse teste di rilevamento, nate dallo sviluppo di Balluff Monaco e prodotte in macchine altamente specializzate sviluppate in proprio, possono essere acquistate come prodotti a catalogo tramite il webshop Balluff. Le altre sono soluzioni personalizzate. La domanda di queste ultime è aumentata a dismisura negli ultimi anni. Per questo motivo, è stato creato un reparto vendite speciale per il cosiddetto Customer Defined Engineering (CDE), che si rivolge ai potenziali clienti in modo molto mirato e scambia con competenza informazioni sui loro problemi. Ad esempio: Se sono richieste proprietà come la resistenza al vuoto, il PEEK è il materiale adatto per l'alloggiamento. O sarebbe meglio un materiale in teflon? "Siamo sempre in conflitto tra CDE e prodotti standard", afferma Christiane Maier, Product Cluster Manager "Photoelectric Sensors", che, in qualità di analista, tiene sempre d'occhio il business nonostante le considerazioni "customer first".
I moderni metodi di simulazione, come il ray-tracing, accelerano il processo di progettazione per i team di sviluppo.
Il cluster di prodotti optoelettronici di Balluff
In Balluff ci sono due sedi che sviluppano sensori optoelettronici miniaturizzati di altissima precisione ("Product Cluster Photoelectric Sensors"): Neuhausen, presso la sede dell'azienda, e Neubiberg, vicino a Monaco. Il product manager fornisce alcune indicazioni: "I punti di forza della sede di Monaco sono il pensiero a ciclo breve e i metodi di sviluppo agili e orientati al cliente. La combinazione ideale della rete di produzione con le sedi di Chengdu e Veszprém e, in futuro, di Aquascalientes, con i loro processi orientati a classi di prodotti ad alto volume, e il lavoro di dettaglio specifico per il cliente nei centri di competenza come a Neuhausen o a Neubiberg costituiscono la forza di Balluff".