Dificuldades na produção de protótipos de dispersão de luz

Dificuldades na produção de protótipos de dispersão de luz

Protótipo de difusão

Elon Musk disse uma vez: “Se você não fizer nada, não há nada”. É tão simples de dizer, mas tão verdadeiro. Como fabricante especializado em prototipagem, fabricamos muitas “coisas”, todo tipo de “coisas” de todos os setores imagináveis. Temos muito orgulho em dizer que ganhamos muita experiência na fabricação de muitas peças. Ainda assim, experimentamos nosso quinhão de tentativas e erros.

Este artigo trata principalmente da dificuldade de imitar propriedades de difusão durante a fase de desenvolvimento do protótipo.

O que é dispersão de luz?

A definição do dicionário de difusão de luz é “a dispersão da luz por reflexão ou transmissão”. A reflexão difusa ocorre quando a luz atinge uma superfície irregular, como uma janela fosca ou a superfície de uma lâmpada fosca ou revestida. A luz difusa parece envolver os objetos. É mais suave e não mostra o brilho forte da luz direta.

Conhecemos muitos clientes que queriam fazer uma peça que difunde a luz. Muitas vezes há uma fonte de luz LED atrás ou embaixo da peça. Às vezes, a peça é feita de material macio com certos requisitos de dureza. Às vezes o material é feito de plástico rígido.

Como fazer peças que emitem luz difusa

Para tornar uma peça de plástico difusora de luz, um agente de dispersão de luz é geralmente introduzido na peça de plástico durante o processo de moldagem por injeção ou fundição a vácuo.

Como você pode ver na foto abaixo, “partículas finas” são o que chamamos de “agentes de dispersão de luz”. Esses agentes de dispersão de luz são geralmente compostos de sulfato de nanobário, carbonato de cálcio, sílica, etc. Quando vistos ao microscópio, os agentes de dispersão são esferas extremamente pequenas. A resina base pode ser PC transparente, PMMA para moldagem por injeção ou poliuretano para fundição a vácuo.

Foto da Internet

Outro método comum de tornar uma peça plástica difusora de luz é revestir as superfícies plásticas com um agente difusor. Por exemplo, depois de produzir uma peça transparente de PC, PMMA ou poliuretano, uma fina camada de esferas de vidro (as esferas de vidro originais são transparentes) pode ser jateada nas superfícies das peças. Neste caso as esferas de vidro servem como agente de difusão. Outro meio de difusão para este método é a pulverização de tinta granulada transparente, como VDI36. A peça a seguir é uma peça de PMMA transparente usinada em CNC. Após o polimento, foi aplicada tinta de grão VDI36.

A dificuldade de fazer peças difusoras

Como você pode deduzir dos métodos acima para fazer protótipos difusos, é muito fácil tornar uma peça difusa. A verdadeira dificuldade é conseguir que uma peça difunda a quantidade desejada de luz.

Os valores de largura total máxima (FWHM) e meio ângulo (HA) são comumente usados ​​para quantificar a dispersão de luz e são frequentemente usados ​​para descrever a capacidade de dispersão de luz do plástico sob uma fonte de luz. Para FWHM e HA, valores mais elevados significam maior dispersão de luz.

Em um de nossos projetos, um cliente especificou um grau de difusão FWHM superior a 70°. Embora tenhamos feito muitos protótipos que imitam a possível propriedade de difusão, tivemos dificuldade em dar à peça uma difusividade superior a 70°.

Por um lado, cores diferentes, espessuras de parede diferentes, estruturas diferentes, percentagens diferentes de agentes de difusão e até mesmo plásticos de base diferentes fazem com que uma peça disperse a luz de maneira diferente. Por exemplo, na fundição de uretano (ou fundição a vácuo), se adicionarmos uma certa quantidade de agente de difusão na produção de uma peça, atingindo o nível de difusão desejado pelo cliente.

Então o próximo cliente tem uma peça diferente para a qual se deseja o mesmo efeito de difusão. Mesmo que esta outra parte difira apenas na espessura da parede, poderíamos usar a mesma proporção de agente de difusão que antes, mas não obteríamos os mesmos resultados de difusão de antes. Muitas tentativas foram necessárias para atingir o nível de difusão correto.

Na produção em massa, o material utilizado para as peças de produção em massa é diferente do material utilizado para os protótipos. Por exemplo, o PC para protótipos é feito de material de bloco, enquanto o PC para moldagem por injeção é feito de pellets de plástico. Embora ambos sejam chamados de “PC”, na verdade são dois materiais diferentes. Os pellets de plástico PC não contêm impurezas e são mais resistentes ao calor do que os materiais de bloco de PC.

Além disso, os processos de produção de protótipos difusos de PC diferem daqueles de produção em massa (normalmente moldagem por injeção). O agente de difusão só pode ser aplicado nas superfícies de protótipos de PC. A moldagem por injeção geralmente envolve a adição de um agente de difusão ao plástico fundido durante o processo de moldagem. Depois que as peças saem do molde, elas contêm um agente de difusão em seu interior, o que não é possível com protótipos de PC.

Diploma

Em resumo, embora não seja difícil fazer protótipos que espalhem luz, será extremamente difícil fazer protótipos que espalhem uma determinada quantidade de luz. Além disso, se for aplicada a fórmula do difusor utilizado em um protótipo, a luz difusa emitida pelos protótipos e pelas peças produzidas em massa será diferente.

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