Light + Building 2018: 3D-Lichtleiter und strukturierte Folien schaffen Ambiente

Das Fraunhofer IPT hat variotherme Kunststoffspritzgussprozesse für die Herstellung dreidimensionaler Lichtleiter entwickelt, die beispielsweise für dekorative Ambientebeleuchtung genutzt werden. Eine besondere Herausforderung für die Aachener Forscher war es dabei, die Mikrostrukturen zur Lichtauskopplung in ein freigeformtes, flächiges Bauteil einzubringen.

Zu diesem Zweck entwickelten sie Laserstrukturierungsverfahren für Stahl-Formeinsätze, die sich für eine kostengünstige Replikation im Spritzgussverfahren eignen. Außerdem erarbeiteten sie gemeinsam mit der Polyscale GmbH & Co. KG neue Methoden zur Simulation und Optimierung des Mikrostrukturmusters für eine gleichförmige und effiziente Beleuchtung.

Während der Messe präsentiert das Fraunhofer IPT auch Prototypen einer Türeinstiegsleiste für Automobile, die sich werkzeuglos – also ohne Investitionen in teure Spritzgusswerkzeuge – fertigen lassen. Dazu bearbeitete das Aachener Institut 2D-Lichtleiter aus mehrlagiger Kunststofffolie mit Verfahren des Laserstrahlstrukturierens, um kostengünstige Lichtelemente nahezu unabhängig von der gewünschten Stückzahl herstellen zu können.

Diese bisher unerreichte Flexibilität in der Produktion erlaubt eine kostengünstige Individualisierung dekorativer Lichtleiter. Anwendung finden diese und ähnliche Lichtelemente nicht nur im Automobil, sondern beispielsweise auch als Dekorblenden an Haushaltsgeräten oder Maschinen.

Das Fraunhofer IPT beschäftigt sich bereits seit vielen Jahren mit verschiedenen Verfahren, die dazu dienen, mikrostrukturierte Bauteile für unterschiedlichste Anwendungsfelder herzustellen. Neben dem Spritzgussverfahren lassen sich auch mit Rolle-zu-Rolle-Verfahren optische Mikrostrukturen auf kostengünstige Kunststoffmaterialien übertragen.

So können Walzen großflächige, nahtlose Folienelemente abformen, die zum Bespiel mit Fresnel-, sphärischen oder asphärischen Strukturen ausgestattet sind. Strukturgrößen im Bereich weniger Mikrometer, wie sie für diffraktive Strukturen benötigt werden, überträgt das Verfahren mit höchster Auflösungstreue von Walzen auf Folien.

Auf diese Weise werden Flächenlichtleiter, aber auch transmissive Folien wie Diffusoren oder Folien zum Lichtmanagement nach kundenspezifischen Vorgaben hergestellt. Außerdem können mikrostrukturierte Folien auch mit Linsenarrays für Sensoranwendungen versehen werden oder Bestandteil von Lighttrapping-Systemen für Photovoltaik-Systeme sein.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT vereint langjähriges Wissen und Erfahrung aus allen Gebieten der Produktionstechnik. In den Bereichen Prozesstechnologie, Produktionsmaschinen, Produktionsqualität und Messtechnik sowie Technologiemanagement bietet das Fraunhofer IPT seinen Kunden und Projektpartnern angewandte Forschung und Entwicklung für die vernetzte, adaptive Produktion.

Das Leistungsspektrum des Instituts orientiert sich an den individuellen Aufgaben und Herausforderungen innerhalb bestimmter Branchen, Technologien und Produktbereiche, darunter Automobilbau und -zulieferer, Energie, Life Sciences, Luftfahrt, Maschinen- und Anlagenbau, Optik, Präzisions- und Mikrotechnik sowie Werkzeug- und Formenbau.

Kontakt
Dr.-Ing. Christoph Baum
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
christoph.baum@ipt.fraunhofer.de
Telefon +49 241 8904-400

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