Oftering/Österreich, im August 2023 -- Gemeinsam mit DOW hat ELMET die Fertigungstechnologie für die Hauptoptiken von LED-Scheinwerfern mit ADB-Funktion (Adaptive-Driving-Beam) auf einen LSR-Typ abgestimmt, der speziell für optische Anwendungen entwickelt wurde. Als mitentscheidend für eine konstant hohe Bauteilqualität erwiesen sich dabei das hoch präzise arbeitende Dosiersystem SMARTmix TOP 7000P von ELMET sowie die Ausrüstung des Werkzeugs mit dem SMARTshot E Kaltkanalsystem, bei dem die Nadel beim Öffnen und Schließen der Düsen servolektrisch positioniert wird.

Schlüsselfertige Systeme

Die erfolgreiche Umsetzung entsprechender Projekte unterstützt ELMET mit der Entwicklung schlüsselfertiger Systeme. Dazu nutzt das Unternehmen sein umfassendes LSR-Knowhow für eine effiziente Materialauswahl, den eigenen Werkzeugbau mit den im Hause entwickelten Kaltkanal- und Dosiersystemen sowie seine langjährige Erfahrung in der Optimierung und Automatisierung des Spritzgießprozesses. Die Simulation der Fließvorgänge beim Füllen der Werkzeugkavitäten ermöglicht dabei kurze Entwicklungszeiten.

Das Dosiersystem SMARTmix TOP 7000P ist als erste Dosierpumpe auf dem Markt FDA-konform ausgelegt und somit perfekt geeignet für die hochreinen optischen LSR-Typen. Die hohe Messgenauigkeit des Volumenzählers von 0,0156 ml je Zählimpuls ermöglicht eine hohe Mischungsgüte und dadurch Prozesskonstanz. Die quasi abrasionsfreie Förderung schließt darüber hinaus eine funktionsmindernde Kontamination des LSR durch Metallabrieb aus der Pumpe aus.

Bei dem SMARTshot E Nadelverschluss-Kaltkanalsystem von ELMET übernimmt ein kompakter Servomotor die Bewegung und Positionierung der Düsennadel für eine präzise Kontrolle der angusslosen Kavitätenfüllung. Damit lässt sich die Nadelöffnung im µm-Bereich einstellen und der Einspritzvorgang erheblich besser ausbalancieren als dies Schrittmotor-Antriebe ermöglichen. Und dank ELMETs Fähigkeit, Werkzeug-Spaltmaße von unter 10 µm zu realisieren, kommt es trotz sehr niedriger Materialviskostität nicht zu Gratbildung an den optischen Bauteilen.

Erfolgreiche Zusammenarbeit zeigt Innovationspotenzial

Das Ergebnis der aktuellen Zusammenarbeit mit DOW ist ein schlüsselfertiges System zur Herstellung von ADB-Mehrfach-Lichtleiterlinsen aus dem optischen LSR SILASTIC™ MS-5002. ELMET hat dabei unter anderem das anspruchsvolle Werkzeug zum Spritzgießen der geometrisch hoch komplexen Teile konstruiert. Deren Volumen beträgt rund 35 cm³. Dies entspricht einem Gewicht von ca. 37,5 g, basierend auf der spezifischen Dichte des LSR von 1,07 g/cm³. Zusammen mit den stark unterschiedlichen, teils großen Querschnitten ergeben sich anspruchsvolle Zykluszeiten für die LSR-Massenproduktion.

Abgestimmt auf die Viskosität und damit das Fließverhalten des gewählten LSR-Typs hat ELMET die Kaltkanäle des Werkzeugs perfekt für eine maximale Prozessstabilität und Formteilqualität ausbalanciert und eine homogene Kühlung sichergestellt. Die aus einer speziellen Stahllegierung hergestellten Formeinsätze wurden wärmebehandelt und poliert. Dadurch ergab sich während des Spritzgießens und Aushärtens eine perfekte Übertragung der Formoberfläche auf die Oberfläche des LSR-Teils. So ließen sich die hohen Anforderungen der optischen Industrie sowohl an den Lichtleitern als auch an die Auskopplungsabschnitte der Linse erfüllen.

Diese Lösung zeigt eindrucksvoll das große Innovationspotenzial, das in der Kombination der optischen LSR von DOW mit dem Verarbeitungsknowhow sowie der SMARTshot Kaltkanal- und der SMARTmix Dosiertechnologie von ELMET liegt. Dazu Entwicklungsleiter Thorsten Häuser: „Die Fertigung von ADB-Optiken ist sehr komplex und erfordert den engen Erfahrungsaustausch aller an einem Projekt Beteiligten. Gemeinsam mit DOW haben wir unser Verständnis für die enge Verzahnung zwischen optischen LSR-Formulierungen, dem Werkzeugbau und deren Verarbeitung besagter LSR-Typen im Spritzguss erheblich ausbauen können. Wir sind überzeugt, dass die kombinierte technische Expertise in den Bereichen Silikonchemie, LSR-Verarbeitung und Optik auch mittelfristig ein Schlüssel dazu bleiben wird, um mit Silikon-Lichtleitlinsen einen hohen Mehrwert entlang der Wertschöpfungskette für Automobil-LED-Scheinwerfer zu erschließen.“

Über Elmet

Werkzeug. Dosiertechnik. Teilefertigung. Jobs. Elmet begeistert mit Smart Silicone Solutions, lautet die Leitidee von Elmet. Das innovative Unternehmen wurde im Jahr 1996 gegründet. Ein schlagkräftiges, engagiertes Team mit viel Erfahrung im Werkzeugbau, in der Dosiertechnik und im Flüssigsilikon-Spritzguss hat sich seither zu einem international erfolgreichen Anlagenbauer entwickelt. Heute ist Elmet ein Global Player in der Entwicklung und Herstellung von hochwertigem Equipment für die Produktion von Silikonteilen.

Weitere Informationen:
Mark Ostermann, Marketingleitung
ELMET Elastomere Produktions- und Dienstleistungs GmbH
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