通过 LSR 实现高精度光线引导

本质上，汽车前灯（图 1）中的硅胶导光板可执行许多功能。首先，它从各种 LED 光源收集光线，然后引导光线穿过透镜输出系统。这会使整个系统产生更多的光通量，获得更高的照明效率和更全面的照明效果。这需要将导光板放置在离 LED 一定距离的位置。各个硅胶指的上下两侧设计成以特定方式偏转光束（图 2）。在输出端，以透镜输出系统的形式，在垂直方向上产生给定光分布（例如远光灯功能） 所需的照度曲线。

新型矩阵式 LED 灯动态照亮道路

在奥迪分包商 Hella 的一篇新闻稿中，详细描述了 A8 行驶 灯的功能，“……在驾驶过程中，矩阵式 LED 远光灯可确保最佳的道路能见度。它在每个单元集成了 32 个可单独调节的小发光二极管，分两行发射光线。由于这种新的布局以及前灯下部的可变控制近光，A8 能够动态、精确地照亮道路。道路上行驶的其他人不会被光束所眩目。作为一个选项，激光远光灯以 70 公里/小时及以上的速度自动启动。激光远光灯第一次适应路面， 从而在转弯处提供更好的照明。每个前灯都集成了一个小型激光模块，它投射出光束，其光斑可照亮几百米的距离。激光可以通过一个X形盖从外部识别出来，并得到蓝色环境光的衬托。”

硅胶导光板的制作方法

汽车制造商对现代汽车照明系统的高质量标准，意味着前灯部件也必须按照所有规定的公差和可靠性进行生产交付。系统在近光灯和远光灯上完全自动运行。因此，安装的部件也必须以极高的精度制造，并在整个产品生命周期内保持其功能。 对于 Wilhelm Weber GmbH & Co. KG，Esslingen，这也意味着需要制造表面质量极高的模具，并建立一个复杂的制造单元。模具技术规范要求清楚地表明部件生产的要求极高。该模具设计用于加工液态硅橡胶（LSR），具有两个模腔和两条分模线（图 3）。将模腔排空，以确保部件中没有空气。Weber 还设计、模拟和建造了冷流道，并对其进行优化，以便于维护。 此外，客户提出的一些具体要求也得到了体现：会进行上游流量分析和热模拟，以确保批量生产的稳定性。批量生产在全电动 Allrounder 520 A 注塑机（制造商：Arburg GmbH + Co KG，Lossburg）上进行，单次注射量为 48 g。Weber 公司业务开发和销售主管 Antonio Trinchese 表示：“为了满足光传输值的要求，对循环时间进行优化，使其达到 LSR 交联时间与光导件表面质量的平衡。加工后的材料是一种双组分 LSR， 肖氏硬度为 72A，透光性高、方便拆卸，是生产光学部件的理想材料。”

脱模后，对部件进行退火和光学检查

模具闭合后，两个模腔被抽成真空，模具的外轮廓侧专门插入一个密封盖，确保形成真空并方便维护。双组分 LSR 被注入模腔并在其中产生交联。模具在第一个分模线处打开，抓手自动取走部件和浇口流道，然后打开第二条分模线。在这里，溢流流道被取走，模具闭合，再次开始下一过程。流道被取走后，由 激光器对生产单元中的部件执行数据矩阵代码（DMC），确保部件被分配到恰当的地方。然后，视觉系统进行光学检查，“正常” 部件被放在托盘中，准备退火。未通过视觉系统检查的物品将自动隔离。在 150℃的烘箱中退火后，“正常”部件被装在带盖子 的可重复使用的托盘中。退火使材料完全固化，并去除 LSR 中的挥发性成分。部件、浇口和溢流通过配备发那科真空抓手和 浇口抓手的六轴机器人取走。Weber 公司的项目经理 Raimund Jahn 对部件脱模和贴标工作评论道：“部件的功能型几何结构 要求对底切光导件进行强制脱模。这意味着有时候，必须在不损坏部件的情况下，脱模精度或形状公差达到小于 0.05 mm 的水平。按规定间隔清洁模具嵌件去除注塑过程中产生的模具积垢、 制造单元以三班制模式工作、用 DMC 提供精确的可追溯性，我们可以准确地说出不同部件的生产日期、时间以及注射参数。”

自 2013 年以来，Weber 陪伴 Hella 完成了一系列项目，从 开发到生产，再到准时交付。两个合作伙伴之间的合作跨越了 整个价值链。例如，在需要设计与模具匹配的部件几何形状时， Weber 专家也会参与其中。多年来，双方逐渐建立起信任关系。 这一订单即是明证。为履行这一订单，严格遵守表面要求、尺 寸精度和工艺清洁度至关重要。

本文翻译自KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL杂志

作者：Uwe Becker