德国海拉胡克集团为新型保时捷Macan车开发了一种全新的后照明系统“Edgelights”,采用光带传导LED光。该系统的核心部件是一个由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制造的厚壁部件,即灯模块或光带。该部件需采用复杂的棱镜结构,以达到较高的反射质量,用于导光。
Edgelights由三个组件构成,与其他单个部件结合使用:上部组件、中部组件(两个组件组用螺丝固定在一个元件上,用于照明和方向指示灯),以及下部组件(制动灯和/或带形信号灯)。采用该技术,信号灯可灵活地集成到车身外表面上,非常节省空间。信号灯平滑地集成到车辆的后部,使保时捷Macan具有独特的外观。
除了Edgelight灯模块外,后灯组件组还包含后灯中常见的其他组件。其中包括由PMMA制造的4种颜色的透镜,采用三步技术注塑。上部灯透镜的多层外部轮廓很独特。
从开发到生产
该项目中,要对非常复杂的棱镜结构不断进行修正,艰难地协调模具制造和灯的设计。人们对该灯模块的设计、外观和功能有很高的期望。同时,客户期望是一种针对塑料优化的设计,从而可在生产过程中保证工艺稳定性,一点都不会产生变形。
海拉胡克公司采用两步工艺,用旋转模具由透明PMMA大批量生产 Edgelights这种多组分部件。每个成型周期中,采用双组分技术进行预注塑和最终注塑,由每个模具生产一个左组件和一个右组件。该项目的难点是几何形状要准确,而且要绝对清洁,这对于光束能达到所需的强度非常关键。
冷却后,灯模块作为整体部件被输送到后灯生产设备中。为了达到所需的光值,厚壁PMMA部件(由Altuglas HT121或Plexiglass 8N制造)在双组分工艺中接缝要达到很高的标准。另一个决定性因素是LED灯入口和出口部分复杂的“棱镜结构”。为了实现灯模块的功能,要求组件不能有变形。必须开发一种轮廓,使得在发光部位达到最大的光输出,同时从生产技术的观点来看又容易实现。大批量生产模具的制造,灯模块在模具中的脱模特性,以及绝不产生变形的工艺易行性都要符合这一要求。
逐步制造模型
产品开发早期,海拉胡克需要Hofmann提供样件,对其进行测试,供保时捷认证和批准。采用快速成型方法完成了这一复杂的认证过程。最初样件以单个组件的形式制造,之后作为后灯装配到测试车辆中。方法是用PMMA浇注Edgelight灯模块,再由CNC磨削光线入口和出口处的形状,从而持续改善光参数。采用STL技术(光固化立体造型术)、塑料激光烧结、铝加工和反射镜蒸发工艺,为整个后灯模块组件组制造了EMU样件。另外,采用了振动焊接技术,为后序的小批量生产供应了试验材料。
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