Großflächige Produktion komplexer Mikrooptiken

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R P ro d u k tionste c hno l o g ie I P T
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GroSSflächige Produktion
komplexer Mikrooptiken
Production of complex
micro optics on large
surfaces
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Ihr Vorteil
Your Benefit
52074 Aachen
Strukturierte, flächige Lichtleiter besitzen
Structured and planar light guides posse
Germany
als Optiken für die Beleuchtungstechnik
ideal properties as optics for the lighting
und als Hintergrundbeleuchtung für
engineering. Thereby complex and 3-di-
LCD-Displays optimale Eigenschaften. Die
mensional microstructures make a visual
optische Funktionalität wird dabei durch
functionality possible.
Steinbachstraße 17
Ansprechpartner/Contact
Dipl.-Ing. Christoph Baum
komplexe, dreidimensionale Mikrostruktu-
Telefon/Phone +49 241 8904-400
ren ermöglicht.
Our Solution
Fax +49 241 8904-6400
christoph.baum@ipt.fraunhofer.de
Unsere Lösung
Dr.-Ing. Christian Wenzel
The production of large-area components
with micro structured surfaces confronts
Telefon/Phone +49 241 8904-220
Die Herstellung großflächiger Bauteile,
industrial production processes with
Fax +49 241 8904-6220
in deren Oberfläche derartige Struk-
so far irresolvable problems. Flexible
christian.wenzel@ipt.fraunhofer.de
turen mit Abmessungen von wenigen
micro structuring with step and repeat
tausendstel Millimetern eingebracht
hot embossing processes provides the
werden, stellt die Produktionstechnik
opportunity to eliminate the production-
vor bislang unlösbare Probleme. Die
related deficits of previous processes.
www.ipt.fraunhofer.de
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flexible Mikrostrukturierung mit Hilfe
Within the context of the research project
von mehrschrittigen Heißprägeverfahren
“FlexPAET” the Fraunhofer IPT develops
bietet die Möglichkeit, die benötigten
an adaptive hot embossing process and
fertigungstechnischen Defizite bisheriger
integrates the technology in a process
Verfahren zu beseitigen. Im Rahmen des
chain of a cost-effective production of
Forschungsprojekts »FlexPAET«, das von
planar lighting optics. The project is funded
der Europäischen Union im Rahmen des 7.
by the European Commission through
Rahmenprogramms gefördert wird, entwi-
the 7th framework programme. The main
The research leading to these results has recei-
ckelt das Fraunhofer IPT ein Verfahren zum
focus of the research project is put on the
ved funding from the European Community‘s
adaptiven, mehrschrittigen Heißprägen und
development of a machine system which
Seventh Framework Programme FP7/2007-2011
bindet die Technologie in eine Prozesskette
imprints systematically the structure of
under grant agreement n°214018.
zur kostengünstigen Herstellung flächiger
complex micro tools into a thermoplastic
Beleuchtungsoptiken ein. Der Schwerpunkt
component. In surfaces up to 1x2 m² the
der Forschungsaktivität liegt im Aufbau
machine can imprint microstructures with a
eines Maschinensystems, welches die
positioning accuracy of 2 µm.
Struktur komplexer Mikrowerkzeuge gezielt
in ein thermoplastisches Bauteil abprägt.
Concerning flexibility and speed unknown
Auf Flächen von bis zu 1x2 m² lassen sich
opportunities with regard to the production
mit dem Maschinensystem Mikrostrukturen
of optically functionalised surfaces result.
mit einer Positioniergenauigkeit von 2 µm
The optical function of the embossed com-
einbringen.
ponent is measured directly in the machine
system by means of integrated metrology.
Hinschtlich der Flexibilität und Geschwin-
An algorithm compares the optical function
digkeit ergeben sich hierdurch ungekannte
of the embossed component with the
Möglichkeiten für die Herstellung optisch
required values. In this manner, the system
funktionalisierter Oberflächen. Die optische
identifies those positions on the surface
Funktion des gepägten Bauteils wird mit
where the structure has to be improved.
integrierter Messtechnik direkt im Maschi-
The process is part of a replication process
nensystem untersucht. Ein Algorithmus
chain that fits to mass-production. Similar
vergleicht die optische Funktion des
to the approach of CD and DVD produc-
geprägten Bauteils mit den Werten, die für
tion, form tools will be produced out of the
die Komponente gefordert werden. Auf
embossed component by means of galvanic
diese Weise identifiziert das System die
electroforming processes, enabling the cost
Positionen auf der Oberfläche, an denen
efficient production of high quality optics.
die Strukturierung nachgebessert werden
muss.
1 Mechanical setup for adaptive
embossing
2 Nickel replica of structured
polymer