Pris på materialer

Optisk glass og glasslignende materialer er priset etter en ganske unik modell. Det mest allestedsnærværende glasset, Borosilicate Crown-glass, brukes som basispris, og andre materialer er priset som et mangfold av dette. N-BK7 er navnet på dette materialet fra Schott, eller S-BSL7 fra Ohara. Det handler om $ 10 / lb. Vanlige briller har "kostnadsfaktorer" på 1-5x. Lavdispersjonsbriller er nærmere 10 ganger, og uregelmessige partielle dispersjoner eller materialer med høy indeks når så høyt som 30 ganger. Det kan være behov for et kilo materiale for å blokkere, male og polere den ferdige linsen. For et mindre element, for eksempel frontelementet til en 50 / 1.4, kan vekten være så lav som en åttendedel av et pund.

Per element kan du anslå at prisen er hvor som helst fra ~ $ 1-225 per element.

Den moderne prosesskjeden, spesielt i volum, prøver imidlertid å minimere antall timer som trengs for å produsere den ferdige optikken. Dette betyr at produsenter ofte samarbeider med glassleverandørene for å levere "preforms" som kanskje ikke krever sliping i det hele tatt, og som umiddelbart er egnet for polering. Disse vil ha ekstra kostnader, men når volumet når 6-7 tall, forestiller jeg meg at kostnadsøkningen ikke er mer enn for eksempel 10%. Men jeg kjenner ingen spesifikasjoner.

Behandling

Hvert element må kuttes fra glassplaten, males og poleres. Skjæringen er i det vesentlige gratis - diamantsager og kjerneverktøy er ikke dyre nok til å gjøre det på et kostbart regneark. Sliping vil bli gjort enten på en spindel (~ $ 15.000) med en dyktig optiker, eller på en CNC-maskin (~ $ 200.000) med en annerledes / mindre dyktig tekniker. Spindelen kan være i stand til å male opptil 36 linser samtidig hvis de er små, CNC-maskiner behandler bare ett element om gangen, men er ~ 4 ganger raskere per syklus; jo større kontroll tillater en mer aggressiv prosess. Sliping kan ta alt fra 1 - 100 timer, avhengig av hvor langt fra den endelige formen du begynner. Med en 5-årig maskinavskrivning på 120 timer i uken, fungerer dette til 30 000 timer per maskin, eller $ 6,66 / time i CNC-saken. Etter strøm ser du mer på $ 7 / t. Teknikerprisen er sterkt avhengig av hvor mange maskiner de kjører, men antar at det i volum er noe som en teknologi per 5 maskiner, til $ 50 / time etter overhead - så $ 17 / time. Poleringsmaskiner koster omtrent det samme, og avhengig av overflaten du produserer og hvor bra den startet, kan det også ta 1 til 100 timer. Jo bedre du sliper, desto mindre trenger du å polere.

Hvis vi antar en gjennomsnittlig behandlingstid på 50 timer i glasskassen som er kuttet fra platen, er kostnaden $ 850 per element for behandling av CNC. I spindel tilfelle er det mer som en teknologi per spindel, og spindelen vil bli amortisert over 10 år (enkle maskiner slites sakte og varer evig). Så selve spindelen er $ 0,25 / time, pluss en teknologi på $ 50 / time overhead. Dette produserer faktisk opptil 9 ganger så mange linser per time som CNC, så vi vil koste i gjennomsnitt 50/9 => 5,5 timer per optikk. Dette fungerer til $ 276 per element i prosessering.

Et rimelig område vil være $ 170 - $ 1700 per element i CNC, og $ 50 - $ 550 i spindel.

Nå, hvis du har forhåndsformer, kan det bare ta noen minutter å male formen, og polering bare noen få timer (si 3) for å gjøre ting skinnende. Dette bringer kostnadsoverslaget til mer som $ 50 for prosessering i CNC, og $ 5 for prosessering i spindel.

Montering

I målestokk kan montering kreve kumulative to tekniker timer. Så $ 100.

R&D

Å utvikle et objektiv vil kreve 1000 eller så tekniske timer, med en overhead på $ 100 / time. Så $ 100 000 for design. Produksjon av prototype i liten skala estimeres best til $ 15 000 per gjenstand. Hvis det produseres 10 varianter før ferdigstillelse av design på 2 enheter hver, koster det ytterligere $ 300.000. I målestokk vil en pilotkjøring av hele linjen bli utført, og produsere for eksempel 1000 gjenstander til nominell produksjonskostnad. Verste tilfelle (ødelegge dem når de er ferdige, som gjort med mobiltelefoner), dette representerer et tap på opptil noen millioner dollar. Hvis de selges (SN001, baby!), Er det et netto overskudd, men den opprinnelige skrapgraden vil være høy.

Hvis en ny produksjonsprosess må utvikles eller anskaffes spesialutstyr (for eksempel asfærisk polering og testing) ~ $ 2M må legges til budsjettet. En asfærisk CNC-maskin starter på $ 200 000, og prisen øker med arbeidsstørrelsen.

Belegg, emballasje, markedsføring

Jeg vet ikke mye om noen av disse, men jeg vil ikke anta mer enn for eksempel $ 5 per gjenstand i emballasjen.

Disse tallene virker veldig høye

Ja, det er derfor linser er dyre! Dette er amerikanske arbeidstakere, i utviklingsland er de omtrent en tidel av dette. Dette er også nye maskinpriser - hvis et selskap har en haug med 20 eller 30 år gamle spindler de fremdeles driver og vedlikeholder, er kostnadene også lavere der. Hvis et selskap gjør presis glassstøping, eller bruker optisk plast, i volum er prisen i hovedsak prisen på volumet av materiale som forbrukes per element som nesten ikke har avfall. Dette vil redusere elementkostnaden til mer som $ 1- $ 10.

Ikke alt er støpbart, og støping av deler med optisk presisjon er virkelig vanskelig. Dette er grunnen til at Canon laget sin egen autonome produksjonslinje. Jeg er sikker på at den har ekstreme kapitalkostnader, men også veldig lave driftskostnader og høy repeterbarhet.

Jeg har fått laget glassvarer i henhold til spesifikasjonene mine for et par industrielle bruksområder.

Jeg har fått produsert f-theta scan-linsesamlinger, flate speil og prismer, og forskjellige objektiver er tatt av -hylle for eksperimenter.

Søknaden din vil bestemme kostnadene på grunn av begrensningene som er pålagt av systemet ditt. Er du begrenset av bølgelengde, fysisk størrelse, bildekvalitet, ekstreme miljøer osv.

Man prøver å bruke lager deler når det er mulig. Optiske leverandører har en rekke deler som når de er samlet kan oppnå ønsket effekt; men ikke alltid i det tilgjengelige pakkeområdet.

Store optiske fabrikanter har personalteknikere som hjelper deg og får tilgang til kraftig beregningskraft hvis ressursene dine ikke er opp til oppgaven.

Start med en katalog fra et av de optiske selskapene som CVI / Melles-Griot. Forsiden av katalogen deres bryter ned prosessen og inkluderer et kort kurs i optikk.
Her er en skannet kopi av tutorial [front] -delen av katalogen deres som egnet som en grunntekst som jeg har funnet hendig.

Etter at du har fått lysveien til høyre (ved breadboard-eksperiment etter design og strålesporing gjort beregningsmessig), er du klar til å bearbeide et hus for monteringen og sette sammen en prototype for eksperiment og testing.

Det er skoler for optisk design der du kan gjøre ytterligere henvendelser som University of Rochester og andre.

Det er bøker med optiske formler som Elements of Modern Optical Design, Modern Optical Engineering , og Lens Design Fundamentals som har blitt noen av grunnene i faget.

Ditt spørsmål er veldig bredt og dekker mange aspekter av design, utvikling, produksjon og markedsføring som vanligvis dekkes av spesialitetsinteressegrupper som møtes på optisk konvensjoner. Optical Society of America, SPIE (formelt Society of Photographic Instrumentation Engineers, SMPTE Society of Motion Picture and Television Engineers, og andre.

Det er studier, budsjetter, estimater, bransjeavstemninger og retningslinjer i forskjellige tekniske artikler publisert av bransjen