Technische Optiken Fahrzeugbau

Klare Lösung

Hochtransparentes LSR für Automobilanwendungen
Bis 95 Prozent Transparenz weisen neue Flüssigsiliconkautschuktypen auf. Sie zielen vor allem auf innovative optische Anwendungen wie LED-Vorsatzlinsen im Automobilbereich.

Mit zunehmender Verbreitung leistungsstarker LED, besonders in der Automobiltechnik, steigen auch die Anforderungen an die dort eingesetzten Materialien. Die neue Generation von LED-Systemen zeichnet sich durch eine hohe Lichtausbeute bei einer im Vergleich zu klassischen Scheinwerfersystemen geringen Leistungsaufnahme aus. Trotz des hohen Wirkungsgrads dieser Lampen treten aufgrund ihrer kompakten Bauform hohe Temperaturen bis 150 Grad Celsius in Verbindung mit einem hohen Anteil an harter Blaulichtstrahlung auf.

Die Kombination von Temperatur und Strahlung führt bei bisher eingesetzten optischen Thermoplasten typischerweise zu beschleunigter Alterung und kurzer Lebensdauer der LED-Systeme von nur wenigen tausend Stunden. Für diese gestiegenen Anforderungen bietet die neue LSR 7000er Serie nach Angaben des Herstellers Momentive eine Alternative.

Das Material zeichne sich neben den guten optischen Eigenschaften wie hohe Transparenz und geringe Trübungswerte vor allem durch seine geringe Mischviskosität aus, was zu kurzen Dosier- und Einspritzzeiten bei niedrigem Einspritzdruck führe. In Verbindung mit den für LSR typischen kurzen Vulkanisationszeiten sind vergleichsweise kurze Zykluszeiten zu erwarten, die eine wirtschaftliche Fertigung optischer Bauteile ermöglicht. Gleichzeitig lassen die guten mechanischen Kennwerte des Materials eine leichte Entformung auch von komplexen Geometrien und sogar von leichten Hinterschnitten zu. So lassen sich auch deutlich komplexere optische Bauteile als mit thermoplastischen Werkstoffen oder Glas herstellen.

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Die Werkstoffserie wurde ursprünglich für die Herstellung von Lichtleitersystemen für die Mobiltelefon-Hintergrundbeleuchtung entwickelt. Hier hat sie sich bereits in der Großserie bewährt. Bisher sind Härten von 60 bis 80 Shore A kommerziell erhältlich. Außerdem ist seit kurzem eine ultraweiche Einstellung mit 5 Shore A verfügbar.

Erste Umsetzung in LED-Systemen

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie mit Eschenbach Optik wurde das Potenzial ausgelotet. Für die Produktion von Vorsatzlinsen für Hochleistungs-LED wurden transparente Thermoplaste wie PC und PMMA geprüft – und eben auch die neuen LSR-Typen. Sie profilierten sich hinsichtlich seiner Temperaturbeständigkeit mit ausreichenden Reserven gegenüber den Thermoplasten und kürzeren Zykluszeiten sowie einer abfallarmen Fertigung. Tatsächlich lässt sich, so der Verarbeiter der Werkstoff nahezu abfallfrei verarbeiten, da kein großes Angussystem zum Aufbringen des Nachdrucks benötigt wird, wie das bei der Verarbeitung transparenter Thermoplasten erforderlich ist. Aus diesem Grund könne der Materialverlust gerade bei der Herstellung optischer Elemente reduziert werden. Die Idee, Linsen aus einem Elastomer herzustellen, klingt zunächst ein wenig abwegig, da dieser Markt traditionell von festen Werkstoffen geprägt ist. Es sprechen jedoch technische Daten wie Transparenz, keine zu erwartenden Spannungsrisse und die Möglichkeit, komplexe Geometrien (sogar mit Hinterschnitten) wirtschaftlich zu fertigen durchaus für das Innovationspotenzial hochtransparenter LSRs in Anwendungen von LED-Systemen. Hier gilt es zu prüfen, ob im innovativen Umfeld der Fahrzeugbeleuchtung, aber auch in anderen Sparten das hochtransparente Elastomer nicht die wirtschaftlichere und/oder fertigungstechnisch bessere Alternative ist.

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