用于制造透镜的装置和方法、菲涅耳透镜制造方法及图纸

用于制造透镜的成型方法，该透镜构造为复合件，该复合件包括形状稳定的基底层和由至少一个可化学固化的聚合物组成的至少一个聚合物层，其中，所述成型方法具有如下步骤：提供：*形状稳定的基底层；*至少一个可化学固化的聚合物，和*阴模；将至少一个可化学固化的聚合物浇注到阴模中；将形状稳定的基底层放上到阴模上；将至少一个可化学固化的聚合物固化；将所获得的复合件从形状稳定的基底层脱模并且将粘附在形状稳定的基底层的至少一个面处的聚合物层从阴模中脱模。

Device and method for manufacturing lens, Fresnel lens

【技术实现步骤摘要】
用于制造透镜的装置和方法、菲涅耳透镜
本专利技术涉及一种用于制造透镜(Linse)的成型方法(Abformverfahren)，该透镜构造为复合件，该复合件包括形状稳定的基底层和由至少一个化学固化的或可化学固化的聚合物组成的至少一个聚合物层，其中，不仅该形状稳定的基底层而且所述至少一个聚合物层是透明的并且所述至少一个聚合物层面型地粘附在形状稳定的基底层的至少一个面处。此外，本专利技术涉及一种通过这样的成型方法制造的用于机动车大灯光模块的透镜。此外，本专利技术涉及一种菲涅耳透镜(Fresnellinse)，该菲涅耳透镜构造为复合件(Verbund)，该复合件包括形状稳定的基底层和由至少一个可化学固化的聚合物组成的至少一个聚合物层，其中，不仅该形状稳定的基底层而且所述至少一个聚合物层是透明的并且所述至少一个聚合物层面型地粘附在形状稳定的基底层的至少一个面处。此外，本专利技术涉及一种透镜制造设备，利用该透镜制造设备可执行上面提到的类型的成型方法并且可制造上面提到的类型的透镜，其中，该透镜制造设备包括阴模，该阴模具有相应于待制造的透镜的起造型作用的表面、例如菲涅耳透镜的刻面样式(Facettenmuster，有时也称为棱面图案)，其中，菲涅耳透镜的刻面样式优选地不具有拉出斜角(Abzugsschräge)；保持器件，该保持器件优选地装备有真空抽吸装置，该真空抽吸装置设立成用于使形状稳定的基底层以至少一个面保持面向阴模；和定位器件、优选地线性调节装置，该定位器件设立成用于将形状稳定的基底层定位在阴模上方并且将形状稳定的基底层放上/搁放到阴模上并且从阴模取出。此外，本专利技术涉及一种机动车大灯光模块、优选地近光模块或机动车大灯，其包括至少一个之前提到的菲涅耳透镜或之前提到的透镜。
技术介绍
用于制造透镜和尤其菲涅耳透镜的方法是已知的。在铸造方法(重力或压力铸造方法)中，通常将玻璃或塑料浇注或挤压到预先限定的模具(Form)中。在这之后进行被动的冷却阶段，在该冷却阶段之后完成透镜。这样的方法具有如下缺点：被动的冷却阶段耗费时间并且制造工艺占用过多时间。此外，利用之前提到的标准方法生成的菲涅耳透镜(如在DE2920630A1中)不具有特别良好的光学性质。在这一点上要提醒的是，菲涅耳透镜具有有规律地布置的起折射作用的环形阶梯部或刻面，所述环形阶梯部或刻面如此构建、构造且彼此关联，使得菲涅耳透镜根据期望如例如球状或柱状透镜那样起作用。在此，有规律地布置的起折射作用的环形阶梯部相应于相同的焦距的例如球状或柱状透镜的径向部段并且在准确地重复所述径向部段下弯曲。但是在实践中，刻面可构造为单独的部段的弯曲的面的切线；当相应的球状或柱状透镜的每个单位半径的起折射作用的环形阶梯部的数量足够大时，则这可例如是足够好的接近。典型的菲涅耳透镜可具有透镜的每厘米半径约10至60个元件。每个起折射作用的环形阶梯部具有光学上起作用的侧面和光学上不起作用的侧面。通过光在光学上不起作用的侧面处的散射可妨碍所生成的光像(Lichtbild)。为了将根据之前提到的标准方法(塑料注射成型或塑料注射压挤工艺)生成的菲涅耳透镜从阴模中脱模需要拉出斜角。拉出斜角明显限制了光学上的设计并且通常导致不期望的散射光效应-导致所谓的缺陷光(Fehllicht)。通过在菲涅耳透镜的刻面的光学上不起作用的侧面处的折射(所述侧面经常被称为侧壁)所出现的缺陷光的量如此高，使得在使用这样的菲涅耳透镜的情况下生成的光分布不能符合在机动车领域中的光技术上的高要求。此外，由于塑料的收缩在菲涅耳结构的顶部(Spitze，有时也称为尖端)上还同样存在半径，这些圆形部(Verrundung)也导致散射光。尽管大量尝试来改善所建立的标准方法，但迄今仍无法实现将上面提到的所有缺点都克服。使所述方法加速或使用利用其可制造没有拉出斜角的菲涅耳透镜的阴模例如由于相应的热应力而在最终产品中导致裂纹形成(由于所使用的材料的低热膨胀系数)和/或翘曲(Verzug)(完全平坦的光射入面在塑料生产中仅可非常困难地实现)。在机动车光模块中使用标准成像透镜同样带来缺点。这样的透镜例如具有如下缺点：所述透镜由于其大小(直径直至70mm)具有较高的重量并且因此也使总投影模块的重心明显向前(沿行驶方向)移动。在主大灯领域中存在非常高的机械要求，因此期望的是，将所有模块尽可能支承在重心中。因此，从结构视角，期望支承在投影模块的后部区域中，以便尽可能靠近基本调整的调节机构。此外，厚材料横截面在标准成像透镜的情形中导致非常高的周期时间。在塑料透镜的情形中的周期时间例如处于两位数分钟范围内。因此需要实施带有多个空腔的注射成型模具，以便可接近快速地生成所需要件数的标准成像透镜。机动车领域合适的菲涅耳透镜的制造和透镜制造方法的改善是自长久以来就存在的问题，该问题特别由于在变得越来越小的机动车大灯中的持续的空间不足和变得越来越高的产量而变得越来越重要。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，克服现有技术的上面提到的缺点。所述任务利用上面提到的类型的成型方法通过如下方式解决，即，所述成型方法具有如下步骤：-提供：*形状稳定的基底层；*至少一个可化学固化的聚合物，其中，不仅形状稳定的基底层而且所述至少一个可化学固化的聚合物是透明的，和*阴模；-将所述至少一个可化学固化的聚合物浇注或配量到阴模中；-将形状稳定的基底层放上或搁放到阴模上，从而处于阴模中的至少一个可化学固化的聚合物与形状稳定的基底层的至少一个面面型地产生接触；-将所述至少一个可化学固化的聚合物固化，以便获得至少一个聚合物层，其中，所述至少一个聚合物层粘附在形状稳定的基底层的至少一个面处；-将所获得的复合件从形状稳定的基底层中脱模并且将粘附在形状稳定的基底层的至少一个面处的至少一个聚合物层从阴模中脱模，以便获得透镜。显然，至少一个可化学固化的聚合物可以以液态形式提供。在此，在“透明的材料”的辐射穿过的情形中，针对在约400nm与约800nm之间的波长范围内的光(可见光)的光流的不超过10%应丢失。透明的材料例如具有大于95%、优选地大于99.9%、尤其大于99.98%的透射度T。令人惊讶地被证实的是，根据本专利技术的方法不仅在菲涅耳透镜中而且在其它多层式透镜中带来优点(赢得时间、更好的光学性质等)。形状稳定的基底层用作为所述至少一个聚合物层的载体。至少一个聚合物层的形状基本上确定透镜的光学性质、如例如其焦距(Brennweite)。通过基底层的形状稳定性尤其可以确保，透镜、例如菲涅耳透镜满足主大灯系统的机械标准要求(冲击要求和震动要求)。至少一个可化学固化的聚合物可有利地从如下组中选择，该组包括：可热固化的硅酮、例如双组分硅酮、可UV固化的环氧树脂、可UV固化的丙烯酸酯。可热固化的硅酮可适宜地具有约30至约100、优选地约40至约90的肖氏-A-硬度。可UV固化的环氧树脂或可UV固化的丙烯酸酯可优选地具有约50至约90、尤其约60至约80的肖氏-D-硬度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造透镜(1,1000)的成型方法，所述透镜构造为复合件，所述复合件包括形状稳定的基底层(2)和由至少一个可化学固化的聚合物(4)组成的至少一个聚合物层(3)，其中，所述成型方法具有如下步骤：/n- 提供：/n* 形状稳定的基底层(2)；/n* 所述至少一个可化学固化的聚合物(4)，其中，不仅所述形状稳定的基底层(2)而且所述至少一个可化学固化的聚合物(4)是透明的，和/n* 阴模(5)；/n- 将所述至少一个可化学固化的聚合物(4)浇注到所述阴模(5)中；/n- 将所述形状稳定的基底层(2)放上到所述阴模(5)上，从而处于所述阴模(5)中的至少一个可化学固化的聚合物(4)与所述形状稳定的基底层(2)的至少一个面(20,21)面型地产生接触；/n- 将所述至少一个可化学固化的聚合物(4)固化，以便获得所述至少一个聚合物层(3)，其中，所述至少一个聚合物层(3)面型地粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处；/n- 将所获得的复合件从所述形状稳定的基底层(2)脱模并且将粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处的聚合物层(3)从所述阴模(5)中脱模，以便获得所述透镜(1,1000)。/n...

【技术特征摘要】
20181004 EP 18198573.01.一种用于制造透镜(1,1000)的成型方法，所述透镜构造为复合件，所述复合件包括形状稳定的基底层(2)和由至少一个可化学固化的聚合物(4)组成的至少一个聚合物层(3)，其中，所述成型方法具有如下步骤：
-提供：
*形状稳定的基底层(2)；
*所述至少一个可化学固化的聚合物(4)，其中，不仅所述形状稳定的基底层(2)而且所述至少一个可化学固化的聚合物(4)是透明的，和
*阴模(5)；
-将所述至少一个可化学固化的聚合物(4)浇注到所述阴模(5)中；
-将所述形状稳定的基底层(2)放上到所述阴模(5)上，从而处于所述阴模(5)中的至少一个可化学固化的聚合物(4)与所述形状稳定的基底层(2)的至少一个面(20,21)面型地产生接触；
-将所述至少一个可化学固化的聚合物(4)固化，以便获得所述至少一个聚合物层(3)，其中，所述至少一个聚合物层(3)面型地粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处；
-将所获得的复合件从所述形状稳定的基底层(2)脱模并且将粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处的聚合物层(3)从所述阴模(5)中脱模，以便获得所述透镜(1,1000)。


2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述至少一个可化学固化的聚合物(4)从如下组中选择，所述组包括：可热固化的硅酮、例如双组分硅酮、可UV固化的环氧树脂、可UV固化的丙烯酸酯，其中，所述可热固化的硅酮例如具有约30至约100、优选地约40至约90的肖氏-A-硬度和/或所述可UV固化的环氧树脂或所述可UV固化的丙烯酸酯优选地具有约50至约90、尤其约60至约80的肖氏-D-硬度。


3.根据权利要求1或2所述的成型方法，其特征在于，所述可化学固化的聚合物(4)的所述固化通过所述阴模(5)的温度调节实现并且包括如下子步骤：
-将所述阴模(5)加热到预定的第一温度，其中，所述第一温度例如处于约90℃与约200℃之间、优选地约100℃与约150℃之间、尤其约100℃与约120℃或约120℃与约150℃之间的范围内，并且
-实现将所述阴模(5)在预定的第一温度的情形中保持优选地取决于所述预定的第一温度的持续时间，其中，所述持续时间例如是在约0.5分钟与6分钟之间、优选地在1分钟与5分钟之间。


4.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，将所获得的复合件从所述形状稳定的基底层(2)中脱模并且将粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处的聚合物层(3)从所述阴模(5)中脱模具有如下子步骤：
-将所述阴模(5)冷却到预定的第二温度，并且
-将所述阴模(5)由粘附在所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)处的硅酮层(3)移除。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的成型方法，其特征在于，在放上之前对所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)进行预处理，所述至少一个面在将所述形状稳定的基底层(2)放上到所述阴模(5)上时与处于所述阴模(5)中的所述至少一个可化学固化的聚合物(4)面型地产生接触。


6.根据权利要求5所述的成型方法，其特征在于，在将所述形状稳定的基底层(2)放上到所述阴模(5)上之前对所述形状稳定的基底层(2)的所述至少一个面(20,21)进行预处理包括如下步骤：
-清洁所述至少一个面(20,21)；
-借助于火焰硅化执行对所述至少一个面(20,21)的表面预处理。


7.一种用于机动车大灯光模块的透镜，所述透镜通过根据权利要求1至6中任一项所述的成型方法制造。


8.一种菲涅耳透镜，其用于机动车大灯光模块，其中，所述菲涅耳透镜(1)构造为复合件，所述复合件包括形状稳定的基底层(2)和由至少一个可化学固化的聚合物(4)组成的至少一个聚合物层(3)，其中，不仅所述形状稳定的基底层(2)而且所述至少一个聚合物层(3)是透明的并且所述至少一个聚合物层(3)面型地粘附在所述形状稳定的基底层(2)的至少一个面(20,21)处，其特征在于，所述菲涅耳透镜(1)的有规律地布置的起光折射作用的环形阶梯部...

【专利技术属性】
技术研发人员：P沙登霍夫，H亚历山大，J居特尔，B曼德尔，
申请(专利权)人：ZKW集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT