Wirtschaftlichkeits-Push Freiform-Mikrooberflächen (FFMOs) können effizienter gefertigt werden

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Freiform-Mikrooptiken erlauben es, leichtere und energieeffizientere Beleuchtungssysteme günstiger zu fertigen. Nun gibt es eine Pilotlinie, die das untersützen soll.

Im Rahmen des EU-Verbundprojekts „PHABULOuS“ arbeiten die Projektpartner Hella, Seisenbacher und andere zusammen, um neuartige Beleuchtungssysteme nach den oben genannten Aspekten zu kreieren. Hella, mittlerweile ein Unternehmen der Forvia-Gruppe, entwickelt Beleuchtungssysteme für Automobile, Seisenbacher ist im Bereich Schienenfahrzeuge aktiv und sucht repräsentative Beleuchtungsmöglichkeiten für Museen, Büroräume und dergleichen. Allen gemein sind hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards. Die FMLAs (Freiform Mikro Lens Arrays) gestatten im Zuge dessen aber nicht nur ein neues Lichtdesign, sondern auch innovative Ansätze in Sachen Lichtsteuerung, -verteilung und Ästethik. Die Freiform-Mikrooptiken ermöglichen zusätzliche Leistungen und Funktionalitäten, sind aber gleichzeitig extrem anspruchsvoll in der Fertigung. Deshalb wurde im Januar 2020 bei CSEM das oben genannte, europäische Projekt zur Entwicklung einer Pilotlinie zur – Bereitstellung einer hoch entwickelten & robusten Fertigungstechnologie für optische Freiform-μm-Strukturen – ins Leben gerufen. Das Projekt firmiert im Rahmen des Arbeitsprogramms Horizont 2020 mit Mitteln in der Größenordnung von 15 Millionen Euro.

Diese Vorteile ergeben sich aus Freiform-Mikrooptiken

Freiform-Mikrooptiken sind extrem kleine, komplexe optische Elemente. Sie steuern präzise die Lichtverteilung und -intensität in Beleuchtungssystemen. Das steigert die Effizienz und senkt den Energiebedarf. Auch macht es sie ideal zum Integrieren in kompakte Architekturen. Das Ziel von „PHABULOuS“ ist, wie gesagt, der Aufbau einer europäischen Pilotlinie, die die Kompetenzen unterschiedlicher Partner zusammenbringt. Das Projekt bietet interessierten Unternehmen eine einzige Anlaufstelle für dieses Technologiefeld. Das beschleunigt Innovations- und Produktionszyklen. Es verkürzt und verbilligt außerdem den Weg vom Prototypen bis zur Serienproduktion. Das Einrichten der Pilotlinie soll dabei kosteneffizient mittels UV-Replikationstechnologien wie Wafer-Scale, Rolle-zu-Platte R2P und Rolle-zu-Rolle R2R geschehen.

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So will man die Pilotlinie für FFMOs etablieren

Im Rahmen des Projekts wollte Seisenbacher ultradünne Leuchten mit unter 10 Millimeter Dicke, einer deutlich reduzierten Anzahl von LEDs und einem maßgeschneidertem Beleuchtungsmuster entwickeln. Hellass Vorgaben bezogen sich auf Primär- und Sekundärlinsen sowie Shutter, die in ein einziges mikrooptisches Bauteil zu integrieren waren. Und hatte die Entwicklung eines neuartigen LED-Downlights ins Auge gefasst. Um das zu erreichen, arbeiteten die drei Unternehmen mit weiteren Spezialisten zusammen. Darunter etwa Joanneum Research, CSEM, Morphotonics, Wielandts UPMT Powerphotonic, Süss Microoptics, Nanocomp und Lasea. Zur Lösung der drei Aufgaben wurde zuerst jeweils ein Master erstellt, der dann hochskaliert wurde. Zu diesen Mastern wurde eine Art serientauglicher Prägestempel gefertigt. Diese Replikate wurden mittels UV-Rolle-zu-Platte R2P oder Rolle-zu-Rolle R2R Prozess erzeugt. Das Replikat, ein auf ein Substrat aufgedrucktes FFMO, wurde anschließend weiterverarbeitet und für die Integration in das Endprodukt vorbereitet.

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