Das Herstellen von Kunststoffoptiken durch Spritzgießen hat ein immenses Zukunftspotenzial. Wachstumsmärkte sieht IKV-Leiter Prof. Walter Michaeli außer bei optisch abbildenden Systemen in der Beleuchtungsoptik und bei Pkw-Verscheibungen.
Spritzgießverfahren für Kunststoffoptiken gelten als Zukunftstechnologie. Welche Verfahren sind schon marktreif?
Die Herstellung von optischen Bauteilen aus Kunststoffen ist bei hohen Stückzahlen von entscheidendem Vorteil. So hat sich das konventionelle Spritzgießen bei Linsen für Handykameras etabliert. Das IML-Verfahren, In-mould Labeling, ist dagegen bei beleuchteten Displays das Verfahren der Wahl. Hier wird eine strukturierte IML-Folie in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und hinterspitzt, sodass sich die IML-Folie optimal mit dem Kunststoffteil verbindet.
Wo werden Glasoptiken verdrängt?
Ein Beispiel sind im 2-K-Spritzprägeverfahren gefertigte Pkw-Scheiben. Zunächst wird die Scheibe durch Spritzprägen hergestellt und anschließend mit einem zweiten Material für den Rahmen umspritzt. Nicht zuletzt auch Linsen mit Dicken bis in den zweistelligen Millimeterbereich hinein werden durch Spritzgießen und -prägen hergestellt. In ihnen sind – etwa zu Montagezwecken – Funktionselemente integriert. Die Anwendungen spritzgegossener Optiken sind bereits sehr vielseitig und reichen vom Vergrößerungsglas bis zum Rückprojektionsfernseher.
Welches Marktpotenzial liegt in diesen Anwendungen?
Die Beleuchtungsoptik ist neben den optisch abbildenden Systemen ein wachsender Markt für Kunststoffoptiken. Insbesondere LED-Applikationen gewinnen an Bedeutung. Automobilscheinwerfer mit integrierter LED bilden ein großes Potenzial. Durch die hohe Lebensdauer der LED muss die Lichtquelle in einem normalen Automobilleben nicht mehr gewechselt werden. Dies schafft Potenzial für weitere Prozess- und Funktionsintegrationen, beispielsweise durch Umspritzen der LED.
Wie sieht’s bei den Scheiben aus?
Pkw-Verscheibungen aus Kunststoffen sind ein riesiger Wachstumsmarkt, zurzeit aber noch eine Nische. Weiterentwicklungen in der Beschichtungstechnologie werden aber dazu führen, dass die Kunststoffscheibe von der Ausnahme zur Regel wird. Im Zuge der CO2-Diskussion ist für die Automobilhersteller neben der Kosten- sicherlich auch die Gewichtsreduktion ein schlagendes Argument für Kunststoffverscheibungen. Generell gilt: Je höher die Stückzahl und je geringer die optischen Anforderungen, desto größer wiegt der Vorteil von Kunststoff gegenüber Glas. Durch stetig verbesserte Fertigungsverfahren lassen sich auch schon heute qualitativ hochwertige Kunststoff-Anwendungen realisieren, die gegenüber Glas selbst bei moderaten Stückzahlen wirtschaftlich interessant sind.
Mit welchen neuen Verfahren und Anwendungen ist in Zukunft zu rechnen?
Die Fertigungstoleranzen lassen sich weiter reduzieren. Dies ermöglicht es den Kunststoffoptiken, in den Bereich der Hochpräzisionsoptiken vorzustoßen. Das einfache Abformen von Freiformoptiken erweitert den Anwendungsbereich stark. Die Entwicklung der Maschinentechnik wird den Prägeprozess weiter optimieren. Eine exaktere Steuerung und Regelung etwa wird wiederum neue Anwendungsfelder für Kunststoffoptiken erschließen können. Die Integration der LED-Technologie zu Beleuchtungszwecken gewinnt Potenzial insbesondere für Automobil-Scheinwerfer. Das Mehrkomponentenspritzgießen ermöglicht es zudem, die LED in einem Schritt mit dem optischen Bauteil zu verbinden und über elektrisch leitfähige Kunststoffe mit Strom zu versorgen.
Christian Bothur Freier Fachjournalist in Düsseldorf
Kunststoff-Linsen nähern sich der Präzisionsoptik an
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