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Über dieses Buch

Dieses essential befasst sich mit den Prozessketten zur Herstellung optischer Komponenten für LED-Beleuchtungsanwendungen. Mit Blick auf eine wirtschaftliche Fertigung der Komponenten gehen die Autoren besonders auf die Möglichkeiten zur kostengünstigen Replikation durch Kunststoffspritzguss oder Rolle-zu-Rolle-Prozesse ein. Sie thematisieren die notwendigen Fertigungsschritte für die Werkzeugherstellung genauso wie die messtechnische Charakterisierung der Kunststoffkomponenten. Dabei zeigen sie die notwendige Maschinen- und Werkzeugtechnik, mögliche Verfahrensvarianten, die verwendeten Materialien und entsprechende Beispielgeometrien auf.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung
Optikkomponenten finden sich als zentrales Element in vielen technischen Produkten. Ungebrochen ist dabei der Trend zur Integration möglichst vielfältiger Funktionen in einem perfekt abgestimmten Gesamtsystem. Gleichzeitig sollen solche Systeme aber immer kompakter und die einzelnen Komponenten leistungsfähiger werden.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

2. LED-Vorsatzoptiken: Formen, Toleranzen und Anforderungen

Zusammenfassung
Erst durch den Einsatz von Vorsatzoptiken kann das volle Potenzial der LED-Lichttechnik effizient genutzt werden. Das Licht der LED wird mit Hilfe einer Vorsatzoptik aus Kunststoff so geformt, dass es dort ankommt, wo es benötigt wird und somit vielseitig einsetzbar ist. Anwendungsgebiete ergeben sich im Bereich der Beleuchtung von Wohn- und Büroräumen, von Gebäuden und Straßen aber auch beispielsweise im Automobilbereich, der Signal- und Werbebeleuchtung sowie der Medizintechnik.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

3. Herstellung von Werkzeugformeinsätzen durch Diamantzerspanung

Zusammenfassung
In diesem Kapitel soll die generelle Herangehensweise an die Herstellung optischer Werkzeugformeinsätze beleuchtet werden. Neben der erforderlichen Maschinen- und Werkzeugtechnik, werden besonders die benötigten Ultrapräzisionsprozesse und die eingesetzten Materialien sowohl auf Formeinsatz- als auch auf Maschinenseite beschrieben.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

4. Replikation von Kunststoffoptiken im Spritzgießverfahren

Zusammenfassung
Mit dem zunehmenden Einsatz optischer Kunststoffbauteile sind auch die Anforderungen an einen prozesssicheren und zugleich effizienten sowie kostengünstigen Herstellungsprozess zur Massenherstellung gestiegen. Das Spritzgießen von Beleuchtungsoptiken ermöglicht die Fertigung in einem Verarbeitungsschritt, wobei hohe Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität realisiert werden können. Zu beachten ist, dass im Vergleich zum konventionellen Spritzgießen einfacher Kunststoffbauteile zur Herstellung von hochpräzisen Kunststoffoptiken ein großes fachliches und technologisches Know-how in der Werkzeug- und Verfahrenstechnik erforderlich ist. Komplexe, freigeformte Optik-Geometrien, zum Teil überlagert mit kleinsten Mikrostrukturen, stellen sehr hohe Anforderungen an die Formhaltigkeit und Präzision des Bauteils. Dabei besteht die Funktionalität von Freiformflächen darin, das Licht im Kunststoff definiert zu leiten, und an den Grenzflächen umzulenken.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

5. Herstellung von Flächenlichtleitern

Zusammenfassung
Flächige Beleuchtungen sind an vielen Stellen des täglichen Lebens von großer Bedeutung. Die Anwendungen reichen von der Raumbeleuchtung über Dekorations- und Werbebeleuchtung bis hin zur Beleuchtung elektronischer Komponenten im Bereich der Unterhaltungselektronik. Konventionelle Flächenleuchten werden mit Hilfe von durchstrahlten Mattscheiben aufgebaut. Dazu werden Leuchtstoffröhren hinter einer Mattscheibe angeordnet. Licht, welches auf die Mattscheibe auftritt wird gestreut. Dabei breitet sich ein Teil des Lichts in der Mattscheibe aus und tritt an anderen Stellen der Mattscheibe als diffus gestreutes Licht wieder aus. Somit werden die Konturen der Lichtquelle abgeschwächt. Mattscheiben sind mit verschiedenen lichtstreuenden Wirkungen erhältlich. Je stärker die lichtstreuende Wirkung ist, desto größer werden die Verluste, die sich aus der Umwandlung von Lichtenergie in Wärmeenergie ergeben. Ein guter Ausgleich von Hell-Dunkel-Unterschieden steht demnach einer schlechten Energieeffizienz des optischen Systems gegenüber. Zusätzlich erfordert eine derartige Flächenleuchte einen großen Platzbedarf. Für viele Anwendungen ist allerdings ein sehr flacher Aufbau gewünscht.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

6. Messtechnische Charakterisierung optischer Komponenten

Zusammenfassung
Jenseits der Herstellung optischer Komponenten stellt ihre exakte und wiederholpräzise messtechnische Charakterisierung eine wesentliche Herausforderung im gesamten Produktionsablauf dar. Vor dem Hintergrund stetig neuer oder verbesserter Fertigungsmöglichkeiten ist die Messtechnik fortwährend der Herausforderung ausgesetzt, die gefertigten Produktspezifikationen auch erfassen und überprüfen zu können. Das gilt im Besonderen für den Bereich innovativer optischer Komponenten, wie sie in LED Beleuchtungsanwendungen eingesetzt werden.
Christian Brecher, Christoph Baum, Bernd Meiers, Daniel De Simone, Reik Krappig

Backmatter

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