Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird anhand von zwei Musterteilen gezeigt, unter welchen Randbedingungen eine additive Fertigung transparenter Optiken sinnvoll ist. Nach einem Technologieüberblick über geeignete Verfahren wird ein im Poly-Jet Modeling hergestelltes Prisma charakterisiert. Dazu werden die Transmission und Brechkraft quantifiziert und eine Aussage über die Oberflächenbeschaffenheit getroffen. Die stark wellenlängenabhängige Transmission des verwendeten Materials engt mögliche Anwendungsgebiete ein.
Als Anwendungsbeispiel wird die gefräste Sammellinse eines Laserscheinwerfers durch eine additiv gefertigte Linse ersetzt und photometrisch charakterisiert. Der Lichtstrom und die Beleuchtungsstärke bleiben dabei deutlich unter den Werten der gefrästen Linse. Dennoch ist ein Potential der additiven Fertigungsprozesse für transparente Optiken erkennbar, beispielsweise bei der frühzeitigen Konzeptevaluation von Beleuchtungssystemen.
Zusammenfassung
Für Bauteile mit einer hohen Funktionsintegration und im Prototypenbau ist die additive Fertigung besonders interessant. Neben den allgemeinen Herausforderungen dieser Technologie sind bei der Herstellung transparenter Optiken zusätzliche Anforderungen an Reflexion, Transmission und Streuung zu beachten. Diese Eigenschaften ergeben sich im Wesentlichen aus dem verwendeten Material, dessen Homogenität im Bauteil und der Oberflächenbeschaffenheit. Anders als bei einer spanenden Bearbeitung von Polymeren hat der additive Fertigungsprozess einen sehr hohen Einfluss auf alle drei genannten Eigenschaften. In diesem Beitrag wird anhand von zwei Musterteilen gezeigt, unter welchen Randbedingungen eine additive Fertigung transparenter Optiken sinnvoll ist.
Nach einem Technologieüberblick über geeignete Verfahren wird ein im Poly-Jet Modeling hergestelltes Prisma charakterisiert. Dazu werden die Transmission und Brechkraft quantifiziert und eine Aussage über die Oberflächenbeschaffenheit getroffen. Die stark wellenlängenabhängige Transmission des verwendeten Materials engt mögliche Anwendungsgebiete ein.
Als Anwendungsbeispiel wird die gefräste Sammellinse eines Laserscheinwerfers durch eine additiv gefertigte Linse ersetzt und photometrisch charakterisiert. Der Lichtstrom und die Beleuchtungsstärke bleiben dabei deutlich unter den Werten der gefrästen Linse. Dennoch ist ein Potential der additiven Fertigungsprozesse für transparente Optiken erkennbar, beispielsweise bei der frühzeitigen Konzeptevaluation von Beleuchtungssystemen.
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Kloppenburg, G., Knöchelmann, M., Wolf, A. (2017). Additive Fertigung transparenter Optiken. In: Lachmayer, R., Lippert, R. (eds) Additive Manufacturing Quantifiziert. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54113-5_11
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