Mit der Replikationstechnik lassen sich optische Linsen günstiger herstellen

Optiken für LED Mit der Replikationstechnik lassen sich optische Linsen günstiger herstellen

19.04.2013Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

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Treston Deutschland GmbH

SCHURTER AG

Apacer Technology B.V.

MOVEON Europe

Replikationstechnologie: Der schematische Herstellungsprozess für optische Linsen basierend auf der UV-Aushärtung
(Moveon)

Warum müssen optische Linsen immer aus kostenintensiven und aufwendigen Spritzwerkzeugen hergestellt werden? UV-härtendes Material ergibt Produkte mit gleich guten Eigenschaften bei beträchtlichen Einsparungen auf dem Werkzeugsektor. Optische Linsen, die in der Industrie oder in Konsumgütern eingesetzt werden, bestehen entweder aus Glas oder Kunststoffen. Das können beispielsweise Polycarbonat oder Silizium sein. Sie werden in der Regel mit Hilfe von Spritzwerkzeugen hergestellt. Das hat allerdings zur Folge, dass ein hoher Investitionsbedarf bei den Spritzwerkzeugen notwendig ist. Warum muss das eigentlich so sein? Die späteren Linsen und Optiken müssen eine ausreichende Oberflächenhärte aufweisen, sie sollten transparent sein sowie über gute optische Eigenschaften verfügen. Hinzu kommen bei der Herstellung Themen wie eine weiterführende Verarbeitung oder Aspekte der Umweltbelastung.

Replikationstechnologie für viele Matrizen

Das Bild zeigt zwei Linsen, die mit dem Replikationsverfahren hergestellt wurden
(Osram)

Ein neues Herstellungsverfahren verspricht Moveon mit Sitz in Singapur und Fertigungsstätten in Malaysia. Dabei lagen kleinere bis mittlere Volumen bis 3 Mio Stück/Jahr im Fokus. Die Aufgabe bestand darin einen Kunststoff zu finden, der nach der Verarbeitung zur Linse dieselben oder sogar bessere Eigenschaften hat. Im Unterschied zu den herkömmlichen Linsen sind die neuen Linsen deutlich kostengünstiger.

Die Produktion der Linsen erfolgt über einen UV-Härtungsprozess. Da dieses Verfahren sehr flexibel gehandhabt werden kann, eignet es sich für diverse Geometrien. Es können Linsen unterschiedlicher Größe und Strukturen hergestellt werden. Zum Einsatz kommt die Replikationstechnologie: Ausgehend von einem Original wird eine sehr große Anzahl von mehrfachverwendbaren Matrizen produziert. Aus diesen Matrizen wird das Endprodukt hergestellt. Verwendet wird dafür ein UV-härtender Kunststoff, der in eine langlebige und UV-durchlässige Form gegeben wird. Das UV-Licht härtet den Kunststoff aus. Die daraus gewonnenen Produkte gewährleisten alle optischen, mechanischen und thermodynamischen Anforderungen.

Vier Schritte für den Fertigungsprozess

Der Herstellungsprozess lässt sich grob in vier Schritte gliedern (siehe Bild): Der Prozess beginnt mit einer einer UV-durchlässigen Kunststoffform. In dieser Matrize befinden sich die Strukturen der zu erzeugenden Linse. Im zweiten Schritt wird in diese Form das zu verarbeitende Material eingebracht. Bei Bedarf kann dann im dritten Schritt eine Folie oder Film über das Ausgangsmaterial gelegt werden. Schließlich wird dann im vierten Schritt das Material UV-gehärtet und die fertige Linse kann mitsamt dem Trägerfilm der Form entnommen werden.

Dank des verbesserten Verfahrens lassen sich auch komplexere Linsen mit einfacheren Werkzeugen herstellen. Die so gefertigten Linsen für LEDs können so problemlos mit den üblichen Klebern auf die Carrier geklebt werden.

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