Reichle har framgångsrikt utvecklat ett precisionsljusextraktionselement med den senaste femtosekundlaserteknologin från GF Processing Solutions. Detta element är nästan osynligt på genomskinlig plast vid rumstemperatur, men skapar en enhetlig ytljusledare när det utsätts för ljus.
Belysningstillämpningar, särskilt inom bilindustrin, blir gradvis mer intelligenta, designorienterade och personliga. Följaktligen blir tekniken under ytmaterialbeläggningen av bilbelysning mer och mer avancerad och sofistikerad. Men vad händer om ytmaterialet är transparent? Hur balanserar man optisk funktionalitet och ytestetik när det inte finns någon plats att gömma dessa intrikata optiska komponenter?
Leverantören av lasertexturering Reichle och dess partner inom optisk belysning, Lightworks, har arbetat med detta problem under det senaste året och har omdefinierat möjligheterna för ytljusstyrning på transparenta ytor med utvecklingen av Hyperion (transparent belysningsteknik). I rumstemperatur är det en enkel glasliknande plastskiva, men när ljuset kommer från sidan och genererar en viss temperatur avslöjar ytan en otroligt homogen självlysande struktur som öppnar upp för oöverträffade möjligheter inom inomhus- och utomhusbelysning.
Den största utmaningen med att genomföra detta projekt var att optiken måste vara praktiskt taget osynlig när den inte belysts och så ljus och enhetlig som möjligt när den belysts. För att uppnå detta arbetade Lightworks och Reichle nära tillsammans för att simulera och beräkna miljontals optiska strukturer och funktioner, och laserstrukturerade dem sedan med den senaste femtosekundlaserteknologin från GF Machining Solutions. Traditionell fräsning, kemisk erosion eller liknande alternativa processer hade nått sina gränser och kunde därför inte möta dagens krav.
För att bibehålla glasliknande transparens på plast har Lightworks och Reichle utvecklat nya optiska mikrostrukturer som är mycket mindre än konventionella optiska mikrostrukturer. Medan konventionella vanliga storlekar är minst 100 µm, är de nyutvecklade optiska mikrostrukturerna mycket mindre. För att kunna bearbeta i denna storlek använde Reichle femtosekundlaserteknologi, den mest avancerade och exakta lasertekniken i världen.
Med denna teknik kan högprecisionsbearbetning med radier på cirka 0.01 millimeter (10 µm), skarpa kanter och vertikala geometrier uppnås, och även ytornas slitstyrka kan förbättras. Sådana känsliga och fina strukturer kan bara realiseras med denna nivå av femtosekundprecision och en laserstråle som är så liten som möjligt.
Kontinuerlig parametrisk forskning, materialtestning, optiska simuleringar, optiska tester och andra speciella experiment i Lightworks Lighting Lab har resulterat i design av optiska element som inte längre kräver spridande skärmar eller diffusorer. Nu säkerställer specialdesignad optik inte bara enhetlig ljusfördelning och kontrollerade ljusstyrkaprofiler, utan eliminerar även brister som ojämn ljusstyrka. Även strukturer med små dimensioner kan designas och bearbetas. På så sätt kan olika logotyper, symboler, texter, grafik och andra element infogas i transparenta plastytor som är praktiskt taget osynliga i rumstemperatur och bara dyker upp när temperaturen stiger. Även kontinuerliga ytor som helyta ljusledare är möjliga.
Detta koncept kan antingen integreras direkt i genomskinliga plastdelar för anpassning eller prototypframställning, eller så kan det realiseras direkt i formsprutningsformar och därmed användas för massproduktion.
Denna nya process för att ändra mikrostrukturen kan användas inte bara för ytljusledare, utan också för funktionell optik i linser och tjockväggig optik för strålkastare och baklyktor, transparenta delar för fram- och bakljus, interiör omgivningsbelysning och även fönster. Den kan även appliceras på interiörkomponenter som växelspakar, rattar, displayer och knappar. Det är tydligt att dess tillämpningsmöjligheter snart kommer att sträcka sig bortom fordonsindustrin till ett brett spektrum av områden som flygkabiner, hem och elektriska apparater.
