汽車車燈噴塗

在車燈行業（yè），選（xuǎn）擇透鏡材料（liào）的主要考（kǎo）慮因素是透光率、耐高溫性和耐老化性、使用（yòng）壽命周期等。車燈光學級塑料透（tòu）鏡一（yī）般使用光（guāng）學級PMMA、光學（xué）級PC等（děng）材料，光學級塑料的（de）優勢在於：技術簡單，製作（zuò）成本低。缺點是：耐（nài）高溫和耐老化性相對較弱，PMMA耐溫一般不超過90℃（熱變形溫度105℃），PC耐溫不超過120℃（熱變形（xíng）溫度135℃）。

玻（bō）璃透鏡的特性與塑料透鏡相反。玻璃透鏡透光率高，耐高溫性好（hǎo），但是（shì）密度大，會增（zēng）加車燈透鏡模組的重量，和汽車行業輕量化（huà）的目標不符。由（yóu）於玻璃軟化後的玻璃（lí）體這一特殊（shū）狀態，不易實現規模化生產，另外模（mó）具造價高昂，加工周期（qī）長，精度不易控製（zhì），而且具有脆性，特別是對於厚度變化比較大的透（tòu）鏡（jìng），意外的爆裂是（shì）無法預料與解決的。以現在可以實現的（de）改良工藝，隻能通過鍍膜或鋼化處理來提升玻璃（lí）的強度，但是經過這些處（chù）理，玻璃透鏡的透光（guāng）率會有所降低，也增加了成本。

矽膠透鏡綜合了上述透鏡的優點，相對於傳統玻璃透鏡和塑料透鏡，在透光率、成型難度、耐老化性等方麵表現出優異的性能。

矽膠透鏡優點：

1. 耐溫度範（fàn）圍：-40~250℃，並耐驟冷驟熱衝擊。

2. 柔性（xìng）質地，不（bú）易（yì）爆裂，防爆（bào）性能優良。

3. 無毒，密度低，性能穩定，透光率高達92%，耐候性能優良。

4. 幾乎無殘留應力，伸縮性良好（hǎo），保證了光學特性的穩定。

矽膠透鏡劣勢（shì）：

1. 原材料造價高，成本為傳統PC透鏡的1.5~3倍。

2. 現有透鏡注射成型技（jì）術的不成熟，進一步增加了矽膠透鏡的成（chéng）本。

因此，矽膠透鏡的（de）市場定位主要為：

• 航空（kōng）航天類（lèi）照明燈具透（tòu）鏡。

• 礦燈或在易燃易爆、惡劣條件下的特（tè）種燈具透鏡（jìng）。

• 汽車，戶外燈具。

• 常規LED室內照明（míng）燈具（jù）。

  
  

圖1：矽膠透鏡在車（chē）燈外的應用

對於ADB模組而言，2，3年前有很多機械式的ADB陰影方案。為了避免機械移動部件，提高ADB係統的反應效率和係統可靠性，現在比較（jiào）普（pǔ）遍應用的是基於LED陣列的固態ADB模組，單顆 LED芯片（piàn）獨立開關和控製：ADB功能的屏蔽陰影隻需簡（jiǎn）單的切換和變（biàn）暗單顆LED即（jí）可，如下圖的84像素模組。

固態ADB模（mó）組的一個非常關（guān）鍵部件是光學內透鏡，通過全反（fǎn）射將光從每顆led光源引到外光學透鏡上。這個光學內透鏡（jìng）有幾個技術要（yào）求。首先，每顆LED芯片的光損失必須最小化，因此必須要求光學（xué）內透（tòu）鏡的對焦（jiāo）精度足夠好、材料的透明度和表麵光潔度也足夠高。第二，必須（xū）保證不同LED之間的（de）沒有串光，第三，由於緊（jǐn）挨led光源的高輻射高傳熱，透鏡材（cái）料必須有極佳的耐熱性。最（zuì）後，為了防止不同LED之間的光型暗區（qū），導光須的光（guāng）學設計一（yī）般有明顯的倒扣。這對透鏡量產的生產工藝（yì）能力提出了挑戰（zhàn）。

上圖（tú）為一些常見ADB矽膠（jiāo）透鏡的示（shì）例，都可以看到有很多導光須，導光須的數（shù）量對應於ADB的分區數量，矽膠透鏡的拔模方向為垂直方（fāng）向，基本上可見有明顯的倒扣設（shè）計。

因此，從ADB模組的要求可以看出，ADB內透鏡無法使用玻璃或熱塑（sù）性材料（PC、PMMA）等常用光學材料，而隻有矽膠恰好滿足了上述（shù）所有技術需求。其實矽膠光學零件在其它領（lǐng）域上有著悠久（jiǔ）的應用曆史，但應用在車燈ADB領域（yù）裏還是（shì）有一些技術難度（dù）需要（yào）克服的。

製造（zào）難點

模具質量對矽膠光學器件（jiàn）的性能有著至關重要的影（yǐng）響。由於矽膠的粘度非常低（dī），因此矽膠內（nèi）透鏡的光學鑲件不能單獨分開加工，而必須整體加工和拋光。否則，將容易產生飛邊，可能對光學性能產生不可（kě）接受的缺陷。即便鑲件和主模具之間有（yǒu）4μm的間隙，仍會產生可見的飛邊（biān）。在（zài）注塑方麵，矽膠透鏡的工藝比熱塑性塑料（liào）的注塑工藝更具挑（tiāo）戰性。由於在一個光學透鏡中有如此多的光（guāng）學導光須，因此在加工鑲件時必須非常小心。特別是對高分辨率像素模組，由於光學導光須更多，在加工最後（hòu）一個光學導光須時產生腐蝕或（huò）拋光失敗都會導致整個（gè）光學模具報廢。

工藝難點

矽膠注射成型（xíng）與傳統的熱塑性塑料注塑成型有很大不同。ADB內透鏡上的矽膠是種雙組分材（cái）料的液體矽膠，矽膠的成型是熱聚合（hé）的結果。在注塑之前（qián），液體矽膠的兩（liǎng）個組分即（jí）混合在一起，同時開始產生化學（xué）反（fǎn）應。矽膠液體被注（zhù）入加熱的模具（jù）內，使模具溫度升高，這進一步地加快了聚合反應，反應時（shí）間的多少與零件厚度無關。經過（guò）幾分鍾的反應時間，聚合反應幾近完成，零件被從（cóng）模具內頂出。由（yóu）於矽膠透鏡結構柔軟，無法用小巧的夾持器抓取，而必須抓（zhuā）取矽膠麵積（jī）大的部（bù）分，從而（ér）安全地（dì）從模具中取出。為（wéi）了避免有矽膠碎（suì）片殘留在模具中，如由於注塑缺陷或注塑失敗的零件碎片，必須對所有導光須的模腔進行100%的檢查，如果（guǒ）檢測（cè）到飛邊（biān）或其他缺（quē）陷，並即刻停止注射工藝過程，來清除模具模腔並重新調整注射工藝。待檢測係統驗收合格後，將矽（guī）膠零件存放在（zài）托盤上，然後用於（yú）回火工藝。

對於（yú）穩定、無缺陷的矽膠透鏡生產，工藝參數的控製和調（diào）整必須特別注意（yì）。如果模具溫度過高（gāo），矽膠材料會產生部分降解，在拋光的模（mó）具模腔表麵形成一層薄膜，會導致（zhì）透鏡光學性（xìng）能下降。在這種情況（kuàng）下，模具鑲件則需（xū）要手動拋光，由於矽膠透鏡的光學性能要求過於敏感，其他去除矽（guī）膠薄膜的手段都（dōu）無法使用（yòng）。

固化

即使把矽膠注塑時間不斷延長，仍會有還沒產（chǎn）生化學反應的矽單體。由於這些矽單體隨（suí）著時間的推移會產生氣體（tǐ），導致（zhì）相鄰表麵有矽層的（de）沉積，從而降低光學透鏡的性能。因此，必須對注塑（sù）後的（de）矽膠透鏡進行（háng）固化處理，以去除（chú）這些沒反（fǎn）應的矽單體。固化的溫度控製參數，例如固化持續時間、溫（wēn）度等取決於矽膠材料的類型，固化時間可以在4到20小時之間。同時，由於矽膠零件的收縮也和固化工藝（yì）相關，因此在模具設計時，必須（xū）很仔細地設置收（shōu）縮率。確定了模具收（shōu）縮率之後，固化工藝則不能再隨意（yì）地更改，因（yīn）為會影響最終矽膠透鏡的零件尺寸。因此，固化的工藝參數降低了（le）矽膠透鏡和注（zhù）射成型工（gōng）藝的自（zì）由度。研究表麵，在注塑過程中（zhōng）會有一（yī）些影響矽膠收（shōu）縮率的方法，但在設計量產模具之前，對收縮率進行正確計算至關重要。