Miglioramento delle lenti ottiche con il nuovo grado LSR, modifica della superficie

Düsseldorf, Germania — La gomma siliconica liquida è un materiale chiave utilizzato nei nuovi fari abbaglianti adattivi, che automaticamente illuminano meno luce sulle aree occupate della strada e più luce sulle aree non occupate.

Al recente vertice mondiale sugli elastomeri di silicone tenutosi a Düsseldorf, un fornitore di materiali e uno specialista di stampaggio hanno tenuto una presentazione su come stampare le complesse parti in LSR necessarie per le lenti a matrice ADB.

Hannes Rieger, responsabile ricerca e sviluppo presso Elmet Elastomere Produktions und Dienstleistungs GmbH, con sede in Austria, produttore di stampi e apparecchiature per la miscelazione e il dosaggio di LSR, ha preparato la presentazione, che è stata tenuta da Francois De Buyl, R&D e servizio tecnico e sviluppo manager della Dow Silicones di Midland, Michigan.

Le lenti a matrice LSR con lente ottica integrata e funzioni di guida della luce sono state prodotte per la prima volta da Hella GmbH & Co. KG con sede a Lippstadt, in Germania, sulla Mercedes-Benz Classe E del 2016 e successivamente sulla Porsche Panamera, stampate da Norimberga, in Germania. Optoflux GmbH con 84 guide luminose su tre file.

Nel frattempo, i progressi nel controllo della luce hanno consentito di realizzare parti di lenti/guida di luce a matrice ADB ancora abbastanza impegnative, se non così complesse, con sistemi di guida di luce inferiori a 84 pixel. Queste parti integrate di lenti/guida di luce ADB per abbaglianti e anabbaglianti, per lo più a due file, sempre più utilizzate come ottica LSR, si sono diffuse ad altri veicoli, con vari esempi visti in dimostrazioni dal vivo da parte di produttori di macchinari per lo stampaggio a iniezione in varie fiere dell'industria della plastica.

Tali ottiche ADB sono ora costituite da 10-24 guide di luce di 6-24 millimetri di lunghezza con quattro o più sfaccettature e con sezioni di lenti di accoppiamento spesse 2-15 mm. Gli angoli di sformo della guida di luce variano tra 0,5º e 10º o più, ha affermato Rieger, sottolineando che lo sformatura senza stress di parti così complesse è facilitata da elementi di presa laterali integrati e dall'uso di utensili a vuoto all'estremità del braccio (EOAT) per la rimozione delle parti dal muffa.

Oltre 10 anni di tecnologia delle lenti in silicone ADB hanno portato alle lenti MOS Dow Silastic utilizzate in più di 4 milioni di veicoli in tutto il mondo, in più di 30 modelli, con più di 10 approvazioni di fornitori automobilistici Tier 1, tramite una rete di oltre 10 stampatori.

I fari ADB rimangono più diffusi in Europa, ma sono utilizzati in tutto il mondo, tranne negli Stati Uniti, dove la National Highway Traffic Safety Administration li ha approvati ma si incontrano ostacoli a causa di requisiti di illuminazione molto severi.

Le prime lenti a matrice ADB sono state stampate in Dow Silastic MS-1002, ma le prestazioni migliorate derivano da una nuova generazione di LSR di grado Dow MS 5002. Ciò comporta una viscosità del componente della Parte A molto più elevata e una viscosità della Parte B leggermente inferiore, con una viscosità mista dopo 48 ore molto inferiore a 30.000 millipascal al secondo rispetto a 65.000 mPa.s per MS-1002.

Il nuovo materiale può essere miscelato e modellato più facilmente e con precisione grazie alla minore viscosità, e le proprietà post-polimerizzazione sono molto simili in termini di durezza Shore A e resistenza alla trazione. Tuttavia l'allungamento a rottura è significativamente più elevato, pari al 96% anziché all'80%.

Dow afferma che MS-5002 consente una migliore reticolazione attraverso una gamma di temperature di stampaggio grazie all'ottimizzazione della concentrazione del catalizzatore di platino e dell'inibitore, nonché "un'attenta progettazione e selezione dell'agente reticolante", con la struttura del silossano Si-H oligomero reticolante che controlla la velocità di polimerizzazione in funzione della temperatura.

Stampaggio di una lente ADB a due file e 16 guide luminose in uno stampo interno Dow, sviluppato in collaborazione con Fischlham, ACH Solution Hefner Moulds GmbH con sede in Austria, su una macchina per lo stampaggio a iniezione Engel eMac, dimostrato misurando l'intensità della luce relativa, stampo inaccettabile incrostazioni sulle guide luminose dalle superfici interne degli inserti dello stampo dopo 1.800-2.500 iniezioni con MS-1001. Ma ciò si è verificato solo dopo 7.000-10.000 scatti con MS-5002, mostrando il potenziale per una produttività da quattro a cinque volte superiore.

Prove effettuate su una macchina Engel Victory 330/120 Tech hanno mostrato una riduzione del tempo di polimerizzazione del 50% causata dal riscaldamento indotto dal taglio quando si aumentava la velocità di iniezione da 5 centimetri cubi al secondo a 130º C a 110 cm3/s a 180º C. Ma leggermente inferiore si consiglia la velocità, poiché lo stampaggio a 180º C rende difficile la produzione di parti ottiche perfette.