Dificuldades na produção de protótipos de dispersão de luz

Dificultades para producir prototipos de dispersión de luz.

Prototipo de difusión

Elon Musk dijo una vez: "Si no haces nada, no hay nada". Es tan simple de decir, pero tan cierto. Como fabricante especializado en creación de prototipos, fabricamos muchas “cosas”, todo tipo de “cosas” de todos los sectores imaginables. Estamos muy orgullosos de decir que hemos adquirido mucha experiencia en la fabricación de muchas piezas. Aún así, experimentamos una buena cantidad de prueba y error.

Este artículo aborda principalmente la dificultad de imitar las propiedades de difusión durante la fase de desarrollo del prototipo.

¿Qué es la dispersión de la luz?

La definición del diccionario de difusión de la luz es "la dispersión de la luz por reflexión o transmisión". La reflexión difusa ocurre cuando la luz incide sobre una superficie irregular, como una ventana esmerilada o la superficie de una lámpara esmerilada o revestida. La luz difusa parece rodear los objetos. Es más suave y no muestra el intenso resplandor de la luz directa.

Conocimos a muchos clientes que querían hacer una pieza que difundiera la luz. A menudo hay una fuente de luz LED detrás o debajo de la pieza. A veces la pieza está hecha de un material blando con ciertos requisitos de dureza. A veces el material es plástico duro.

Cómo hacer piezas que emitan luz difusa

Para hacer que una pieza de plástico difunda la luz, generalmente se introduce un agente difusor de luz en la pieza de plástico durante el proceso de moldeo por inyección o fundición al vacío.

Como puedes ver en la foto de abajo, las “partículas finas” son lo que llamamos “agentes dispersores de luz”. Estos agentes dispersores de luz están compuestos generalmente de sulfato de nanobario, carbonato de calcio, sílice, etc. Cuando se observan bajo un microscopio, los agentes dispersantes son esferas extremadamente pequeñas. La resina base puede ser PC transparente, PMMA para moldeo por inyección o poliuretano para fundición al vacío.

Foto de internet

Otro método común para hacer que una pieza de plástico difunda la luz es recubrir las superficies de plástico con un agente difusor. Por ejemplo, después de producir una pieza transparente de PC, PMMA o poliuretano, se puede chorrear una fina capa de perlas de vidrio (las perlas de vidrio originales son transparentes) sobre las superficies de las piezas. En este caso, las esferas de vidrio sirven como agente de difusión. Otro medio de difusión para este método es la pulverización de pintura granular transparente, como VDI36. La siguiente pieza es una pieza de PMMA transparente mecanizada por CNC. Después del pulido se aplicó pintura de grano VDI36.

La dificultad de fabricar piezas de difusor.

Como se puede deducir de los métodos anteriores para crear prototipos difusos, es muy fácil hacer que una pieza sea difusa. La verdadera dificultad es conseguir que una pieza difunda la cantidad de luz deseada.

Los valores máximos de ancho total (FWHM) y medio ángulo (HA) se usan comúnmente para cuantificar la dispersión de la luz y, a menudo, se usan para describir la capacidad de dispersión de la luz del plástico bajo una fuente de luz. Para FWHM y HA, valores más altos significan una mayor dispersión de la luz.

En uno de nuestros proyectos, un cliente especificó un grado de difusión FWHM superior a 70°. Aunque hemos realizado muchos prototipos que imitan la posible propiedad de difusión, hemos tenido dificultades para darle a la pieza una difusividad superior a 70°.

Por un lado, diferentes colores, diferentes espesores de pared, diferentes estructuras, diferentes porcentajes de agentes difusores e incluso diferentes plásticos base hacen que una pieza disperse la luz de manera diferente. Por ejemplo, en la fundición de uretano (o fundición al vacío), si añadimos una determinada cantidad de agente de difusión en la producción de una pieza, conseguimos el nivel de difusión deseado por el cliente.

Luego el siguiente cliente tiene una pieza diferente para la que quiere el mismo efecto de difusión. Incluso si esta otra parte sólo difiere en el espesor de la pared, podríamos usar la misma proporción de agente difusor que antes, pero no obtendríamos los mismos resultados de difusión que antes. Fueron necesarios muchos intentos para lograr el nivel de difusión correcto.

En la producción en masa, el material utilizado para las piezas de producción en masa es diferente del material utilizado para los prototipos. Por ejemplo, el PC para prototipos se fabrica a partir de material en bloques, mientras que el PC para moldeo por inyección se fabrica a partir de gránulos de plástico. Aunque ambos se llaman “PC”, en realidad son dos materiales diferentes. Los gránulos de plástico de PC no contienen impurezas y son más resistentes al calor que los materiales en bloque de PC.

Además, los procesos de producción de prototipos de PC difusos difieren de los de producción en masa (normalmente moldeo por inyección). El agente de difusión sólo se puede aplicar a las superficies de prototipos de PC. El moldeo por inyección generalmente implica agregar un agente difusor al plástico fundido durante el proceso de moldeo. Una vez que las piezas salen del molde, contienen un agente de difusión en su interior, lo que no es posible con los prototipos de PC.

Titulación Universitaria

En resumen, si bien no es difícil hacer prototipos que dispersen la luz, será extremadamente difícil hacer prototipos que dispersen una cierta cantidad de luz. Además, si se aplica la fórmula del difusor utilizada en un prototipo, la luz difusa emitida por los prototipos y las piezas producidas en serie será diferente.

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