Pressemitteilung

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

24.1.2018

Intelligente Beleuchtungssysteme im Haus und Automobil machen erst dann richtig Eindruck, wenn sie sich nahtlos in das Designkonzept ihrer Umgebung einfügen. Waren solche Systeme als Einzelstücke oder in kleinen Serien lange Zeit noch unerschwinglich, so zeichnet sich jetzt ab, dass diese nun bald auch für Endanwender bezahlbar werden. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat dazu gemeinsam mit namhaften Industriepartnern serien-taugliche Fertigungsverfahren entwickelt, mit denen sich freigeformte Beleuch-tungselemente deutlich kostengünstiger als bisher herstellen lassen. Auf der Light + Building, der Weltleitmesse für Licht, Elektrotechnik sowie Haus- und Gebäudeautomation in Frankfurt am Main, zeigt das Aachener Institut in Halle 4.0 an Stand F91 vom 18. bis 23. März 2018 erste Prototypen.

© Foto Fraunhofer IPT

Flächenlichtleiter mit mikrostrukturierter Folienoptik.

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 IPT zeigt diese und weitere Anwendungsfelder für unterschiedlichste optische Elemente aus Kunststoff auch am 10. und 11. April 2018 in der Themensession »Lichtquellen und optische Systeme« während der »Aachen Polymer Optics Days« im Rahmen der Aachener Optiktage. Es referieren Vortragende aus namhaften Unternehmen wie BMW AG, Osram Licht AG, Jabil Optics Germany GmbH und Flex Lighting, LLC. Neben dem zweitätigen Vortragsprogramm bietet die Konferenz zudem die Gelegenheit, die Hallen- und Laborflächen der beiden Fraunhofer-Institute für Produktionstechnologie IPT und für Lasertechnik ILT sowie des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen zu besichtigen. Eine Ausstellung von Unternehmen der Optik- und Beleuchtungsbranche im Pausenbereich der Konferenz und eine gemeinsame Abendveranstaltung runden das Programm ab und gibt Teilnehmern und Referenten Gelegenheit zum intensiven Austausch.