Die Verfügbarkeit von Materialien war schon immer entscheidend für die Entwicklung optischer Technologien, aber mit der Zunahme von Hochleistungslaseranwendungen hat die Bedeutung von Materialien, die über herkömmliches optisches Glas hinausgehen, zugenommen. Jüngste Entwicklungen in der Geopolitik und bei den Exportkontrollen haben den Zugang zu vielen dieser Materialien für die Laseroptik erheblich beeinträchtigt, was die Preise und Lieferzeiten in die Höhe treibt oder sogar die Beschaffung der Materialien unmöglich macht. Es können jedoch Maßnahmen ergriffen werden, um die negativen Auswirkungen dieser globalen Trends abzuschwächen. Die globale, diversifizierte Lieferkette von Edmund Optics^® trägt zur Abmilderung der Herausforderungen bei und führt zu einer höheren Zuverlässigkeit als bei kleineren, regionalen Optiklieferanten.

Geopolitik unterbricht die Lieferkette von Beschichtungsmaterialien

Abbildung 1: Materialien für optische Dünnfilmbeschichtungen wie HFO₂ und Ta₂O₂ haben sich in letzter Zeit erheblich verteuert, was vor allem auf geopolitische Komplikationen zurückzuführen ist.

Handelssanktionen und andere geopolitische Belange zwischen verschiedenen Ländern schränken die Beschaffung vieler optischer Materialien ein. Die Preise für optische Dünnfilmmaterialien wie Hafnium(IV)-Oxid (HFO₂) und Tantaloxid (Ta₂O₅), die für hochwertige Filter und Laseroptiken verwendet werden, sind Anfang 2024 in die Höhe geschossen. Die Preise für Hafnium sind im Vergleich zu Mitte 2022 um mehr als 150% gestiegen (Abbildung 2).¹ HFO₂ ist ein Material mit einem hohen Brechungsindex, hervorragender thermischer Stabilität und geringer Absorption, das sich ideal für die Verwendung in optischen Beschichtungen eignet.

Abbildung 2: Der Preis für Hafnium hat sich in den letzten Jahren dramatisch erhöht und ist seit Mitte 2022 um mehr als 150% gestiegen.¹

Hafnium ist ein Nebenprodukt des Zirkoniumbergbaus und da es nur wenige Regionen mit aktiven Zirkoniumminen gibt, ist die Zahl der Bezugsquellen für Hafnium begrenzt. Viele Unternehmen verlagern ihre Optikproduktion nach Möglichkeit zurück ins Land des Firmensitzes, um die Risiken bei der Verfügbarkeit von Materialien und geopolitische Herausforderungen zu mindern, auch wenn dies teurer ist als die Produktion in kostengünstigeren Ländern.

Engpässe aufgrund von Umweltvorschriften

Zunehmende ökologische Überlegungen und Vorschriften treiben die Entwicklung optischer Beschichtungen unter Verwendung von Materialien mit geringeren Umweltauswirkungen voran. So kann beispielsweise der Abbau von Tantal zur Abholzung von Wäldern, zu Erosionen und zur Störung der lokalen Ökosysteme führen. Forscher untersuchen umweltfreundlichere Materialien und Verfahren, um Abfälle und negative Umweltauswirkungen zu verringern.

Effekte verschiedener umwelt- und energiebezogener Vorschriften können sich auch auf die Lieferkette für optische Materialien auswirken. So sind beispielsweise Hafnium-Drehspäne, die als Nebenprodukt bei der Herstellung größerer Teile für Kernreaktoren anfallen, eine Bezugsquelle für Hafnium für optische Beschichtungen. Durch die Verringerung der Produktion dieser Kernreaktorkomponenten hat sich auch diese Versorgungsquelle verringert (Abbildung 3). Die Nachfrage ist allerdings nicht gesunken, was die Preise in die Höhe treibt.

Abbildung 3: Hafnium-Drehspäne fallen als Nebenprodukt bei der Herstellung großer Teile für Kernreaktoren an, aber ein Rückgang der Investitionen in die Kerntechnik in vielen Ländern hat diese Bezugsquelle für Hafnium für optische Beschichtungen geschmälert.

Es wird erwartet, dass der Bedarf an nachhaltigen optischen Beschichtungsmaterialien steigen wird, insbesondere in Branchen mit strengen Umweltvorschriften wie erneuerbare Energien, Automobilbau und Luft- und Raumfahrt.

Weitere Herausforderungen bei der Materialbeschaffung

Auch außerhalb der geopolitischen Einflüsse gibt es Materialengpässe und Preiserhöhungen, die sich auf die Optikindustrie auswirken. Die COVID-19-Pandemie wirkt sich auch 2024 noch auf den Markt aus, da die durch die Pandemie verursachten starken Nachfrageschwankungen zu einer zunehmenden Unbeständigkeit bei der Materialverfügbarkeit und den Kosten führten, die auch Jahre später noch anhält.²

Einige Materialien, die für Verteidigungszwecke eingesetzt werden können, unterliegen möglicherweise der Ausfuhrkontrolle, was für die globale Fertigung ein Problem darstellt. Die Erhöhungen der Rohstoffpreise und Lieferzeiten werden leider oft an OEM-Hersteller und die Endnutzer optischer Technologien weitergegeben.

Wie Edmund Optics^® diese Herausforderungen bei der Materialbeschaffung abschwächt

Die starke, diversifizierte globale Lieferkette von Edmund Optics, acht globale Produktionsstätten und viele weitere Standorte versetzen uns in die Lage, die Herausforderungen besser zu meistern als viele kleinere Unternehmen.

Durch unsere jahrzehntelange Erfahrung als Optikhersteller, unsere engen Partnerschaften mit Rohstofflieferanten und die Sicherung mehrerer globaler Rohstoffquellen verringern wir Risiken und senken sowohl Kosten als auch Lieferzeiten. Unsere Forschungs- und Entwicklungsteams sowie unsere Produktionsteams suchen außerdem stets nach alternativen Materialoptionen, um unsere Abhängigkeit von kritischen Materialien mit schwankender Versorgung weiter zu verringern.

Zwar sind gewisse Auswirkungen der Geopolitik und anderer Ursachen für Materialknappheit und auch die damit verbundenen Preissteigerungen unvermeidlich, doch unsere robuste Lieferkette und unsere F&E-Bemühungen mildern die Auswirkungen auf unsere Kunden so weit wie möglich ab.

Die Entscheidung für einen kleinen, regionalen Optikhersteller birgt möglicherweise mehr Risiken, als Ihnen bewusst ist, da dieser keinen Zugang zu robusten, globalen Lieferketten hat. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Fragen zur Materialverfügbarkeit oder Ihre Anwendung zu besprechen.