Als je gadgetblogs met enige regelmaat leest, is de kans groot dat je vrijwel elke dag een nieuw Apple-gerucht ziet. De laatste tijd is een van de grootste - en meest onderbouwde - dat het bedrijf saffier zal gebruiken om de schermen voor zijn volgende generatie iPhones te maken.
Het gebruik van een materiaal als saffier is echter slecht nieuws voor iedereen die misschien op een meer betaalbare iPhone had gehoopt. Hoewel het materiaal extreem krasbestendig is, zijn saffier en andere harde materialen zoals het (waaronder Corning's populaire Gorilla Glass) extreem moeilijk om mee te werken. Het snijden en contouren van deze materialen voor smartphoneschermen is een delicaat, meerstaps bewerkingsproces, meestal te tijdrovend en duur voor de massamarkt.
Maar vandaag lanceert het in Californië gevestigde bedrijf Raydiance een nieuwe oplossing, R-Cut genaamd, die beweert al het werk in één keer te doen. Het geheim: lasers. Het systeem zou high-end afwerkingen kunnen maken om eindelijk de midden- en low-end telefoons en tablets te bereiken, inclusief de langgerekte $ 100 smartphone. Maar het kan ook een revolutie teweegbrengen in de kwaliteit en sterkte van glas die we zien in een reeks andere consumentenproducten, van slimme horloges tot dashboarddisplays in auto's.
Dit soort lasers bevinden zich al jaren in universitaire laboratoria, maar Raydiance is het eerste bedrijf dat de techniek op de markt brengt op een manier die integratie in bestaande productieprocessen mogelijk maakt.
"Er is veel hakken en volgen wanneer u probeert te snijden met [conventionele] gereedschappen, zoals een diamantzaag", legt Michael Mielke, hoofdwetenschapper van Raydiance, uit. "Na het eerste snijden zijn er meerdere stappen nodig om het glas te slijpen en te polijsten om het glad te maken en de defecten te verwijderen."
R-Cut is daarentegen een compleet systeem voor het vormen van glas. Daarin levert een femtoseconde laser tot een quadrillion snelle lichtpulsen per seconde - een snelheid ongeveer drie keer sneller dan het knipperen van een oog - om door materialen te snijden. Met deze techniek kunnen fabrikanten kleine stukjes materiaal van 100 nanometer breed verwijderen, ongeveer zo dun als een mensenhaar. De snelheid en nauwkeurigheid van de machine 'verdampt' het materiaal in wezen, zegt Mielke.
Voordien werd de lasersnijmethode van Raydiance gebruikt voor producten die minder flitsend zijn dan smartphones en tablets. Het eerste succes van het bedrijf was in medische hulpmiddelen: hun R-Tube- en R-Mill-systemen worden gebruikt voor het vormen en snijden van cardiovasculaire implantaten, zoals atriale klepvervangingen. En meer recent heeft de R-Drill van het bedrijf geholpen bij de automobielproductie door precieze gaten in brandstofinjectoren te maken, te helpen meer gas aan motoren te leveren en het brandstofverbruik te verbeteren.
In telefoons en tablets zal die precisie in eerste instantie gericht zijn op productie-efficiëntie. Neem bijvoorbeeld een iPhone 5S: de omrande randen van 45 graden rond de omtrek van het scherm, de luidsprekersleuf en de homeknop zijn met moeite gemaakt en vereisen meerdere machines om te voltooien. De R-Cut zou hetzelfde werk kunnen doen in een enkele doorgang - een efficiëntieverbetering die schijnbaar enkele kostenbesparingen aan de consument zou kunnen doorgeven.
De R-Cut kan ook de soorten vormen wijzigen die smartphonefabrikanten kunnen maken. (Courtesy Raydiance) Maar uiteindelijk zou de technologie ook kunnen worden benut om nieuwe ontwerpesthetiek te creëren. Veel concepttelefoonontwerpen hebben gladde, afgeronde randen - vormen die bij conventioneel snijden 10 slijpmachines en polijstmachines vereisen, maar die de R-Cut alleen aankan.
Naarmate we meer touchscreens in auto's beginnen te zien, een trend geleid door de Tesla Model S, kan lasersnijden ook worden gebruikt om luxe, maar veilige, in-dash displays te creëren. Wanneer conventionele mechanische bewerkingen een rand vormen, veroorzaakt dit microscopische spanningen langs de omtrek van de ruit. Die onvolkomenheden - die in theorie niet bestaan bij gebruik van een R-Cut - kunnen na verloop van tijd tot barsten en kloven leiden.
"De sterkte van glas is slechts zo goed als de kwaliteit van de rand", waarschuwt Stefan Zschiegner, senior vice president marketing bij Raydiance. "Als een scheur aan de rand begint, zal deze groeien."
Raydiance is momenteel de grootste speler in de wereld van geïndustrialiseerde femtoseconde lasertechnologie. Het bedrijf heeft een werkend R-Cut-systeem in een grote smartphonefabriek, hoewel het niet zou zeggen welke. Op dit moment gebruikt de naamloze partner het systeem om snel een prototype te maken van nieuwe telefoonmodellen. Maar het zal niet lang duren voordat de slanke nieuwe schermen hun debuut maken, volgens Zschiegner: we kunnen verwachten dat telefoons voor het einde van het jaar telefoons met R-Cut-contouren zullen zien.
