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Seminar

Grundlagenwissen: Auslegung von Kunststoffoptiken

Auslegung von Kunststoffoptiken – Grundlagenwissen
Bildquelle: © Pupkis - Fotolia.com

Die Bedeutung optischer Systeme nimmt kontinuierlich zu. Das Seminar „Grundlagenwissen: Auslegung von Kunststoffoptiken“ trägt dieser Entwicklung Rechnung. Es führt Sie systematisch von den Grundlagen der Lichttechnik an deren Praxis heran und Sie lernen, dieses Wissen für Ihre eigenen Entwicklungen anzuwenden. Nach dem Seminar sind Sie in der Lage, polymeroptische Hightech-Bauteile effizient und sicher zu entwickeln. In Übungsbeispielen arbeiten Sie u. a. mit lichttechnischen Grundgrößen, Stoffkennzahlen und Lichtquellen.

Lernen Sie Grundlagen der Lichttechnik und Kunststoffoptiken kennen

Licht bzw. optische Systeme sind inzwischen zu einer Größe geworden, die aus vielen Branchen der Industrie nicht mehr wegzudenken ist. Beleuchtungstechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Biophotonik und Fertigungstechnik sind nur einige Beispiele.

Das Seminar „Grundlagenwissen: Auslegung von Kunststoffoptiken“ führt Sie in die Grundlagen der Lichttechnik und der Auslegung von Kunststoffoptiken ein. Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Nach dem Besuch des Seminars haben Sie Folgendes gelernt:

  • Sie kennen die Geometrien, die Ihnen in Ihrem Arbeitsalltag begegnen.
  • Sie wissen um die Zusammenhänge zwischen lichttechnischen Grundgrößen, Materialkennzahlen und Lichtquellen und sind in der Lage, dieses Wissen bei Ihren Entwicklungen zu berücksichtigen.
  • Sie können polymeroptische Bauteile systematisch auslegen.
  • Für Ihre Anwendungen können Sie das geeignete Material auswählen.
  • Sie wissen, welche Besonderheiten Sie bei Lichtquellen wie Halogenlampen, Xenonlampen und LEDs beachten müssen.
  • Auch geometrisch ungewöhnliche Bauteile können Sie problemlos auslegen, etwa Reflektoren, Fresneloptiken und Kissenoptiken.
  • Sie haben Ihr Wissen durch Übungsbeispiele vertieft – Fragen, die während des Rechnens aufgetreten sind, konnten Sie direkt mit dem Seminarleiter klären.

Wie sieht das Programm des Seminars im Detail aus?

In der 2-tägigen Weiterbildung „Grundlagenwissen: Auslegung von Kunststoffoptiken“ erwarten Sie folgende Inhalte im Detail:

Programm als PDF zum Ausdrucken herunterladen

1. Tag: Von 09:00 bis 18:00 Uhr

Einführung in die lichttechnischen Grundgrößen

  • Definition und Erläuterung der lichttechnischen Grundgrößen:
    • Lichtstrom und seine Abhängigkeit von der Lichtquelle
    • Leuchtdichte und ihre Ableitung aus dem photometrischen Grundgesetz
    • Lichtstärke vs. Beleuchtungsstärke: Welche Größe ist wann sinnvoll?
  • Einflussfaktoren auf und Wechselwirkungen zwischen den Grundgrößen
  • Bedeutung der Grundgrößen für die Auslegung des polymeroptischen Systems

Stoffkennzahlen und ihr Einfluss auf die optische
Performance

  • Einführung in die Wechselwirkung zwischen Licht und Medium
  • Definition und Ableitung der materialspezifischen Größen:
    • Brechungsindex
    • Reflexionsgrad
    • Leuchtdichtekoeffizient
  • Zusammenhänge zwischen den Stoffkennzahlen
  • Entstehung der Fresnelreflexion und ihre Auswirkung auf die Auslegung von Kfz-Scheinwerfern
  • Vergleich der Stoffkennzahlen transparenter Kunststoffe (PMMA, PC) und ihr Einfluss auf die optische Performance
  • Welcher Werkstoff eignet sich für welchen Zweck?n Hilfestellungen zur richtigen Materialauswahl

Lichtquellen und ihre Bedeutung für die optische
Auslegung

  • Von der Glühbirne zur LED: Historischer Überblick über Lichtquellen und ihre Bedeutung für technische Innovationen
  • Aufbau, Funktionsweisen und Eigenschaften von
    • Glühlampen
    • Xenonlampen
    • Halogenlampen
    • LEDs
  • Spektralbereiche, Einsatzmöglichkeiten und Besonderheiten
  • Lichtquellen im wirtschaftlichen Vergleich: Übersicht von Kosten, Auswechselbarkeit, Lebensdauer und Effizienz
  • Die ECE Regelung R48 und ihre Auswirkung bezüglich des Einsatzes von Lichtquellen in Leuchten und Scheinwerfern für Kraftfahrzeuge

Übungsbeispiele und Fragestellungen

  • Lichttechnische Grundgrößen:
    • Wie groß muss bei einer gegebenen Lichtquelle ein optisches System mindestens werden, um die gewünschte Lichtstärke zu erreichen?
    • Wie viele LEDs benötige ich, um eine bestimmte Lichtfunktion erfolgreich umsetzen zu können?
    • Wieviel Lichtstrom wird typischerweise von ausgewählten Lichtquellen emittiert?
  • Stoffkennzahlen:
    • Wie groß ist der reflektierte Lichtstrom einer beleuchteten lichtundurchlässigen Wand mit einem definierten Absorptionsgrad bei vorgegebener Beleuchtungsstärke?
    • Wann setzt man in der Kraftfahrzeugbeleuchtung für Außenlichtscheiben PMMA ein, wann PC?
    • Wie kann es in Scheinwerfern durch Fresnelreflexion zu einer Eigenblendung des Fahrers, etwa bei Nebel, kommen?
  • Lichtquellen:
    • Warum sind Halogenlampen nur begrenzt dimmbar?
    • Wie groß ist die Lichtstärke einer 55W Halogenlampe, die bei einer definierten Lichtausbeute den gesamten Lichtstrom gleichmäßig in alle Richtungen verteilt?
    • Warum kann ich eine LED, die eine maximale Sperrschichttemperatur von 150 °C hat, nicht ohne weiteres bei einer Umgebungstemperatur von 140 °C betreiben?

Diskussion des ersten Veranstaltungstages

2. Tag: Von 08:30 bis 15:00 Uhr

Auslegung von optischen Bauteilen mit besonderer Geometrie

  • Systematische Vorgehensweise der Auslegung
  • Übersicht über geeignete CAD-Software, deren Vorteilen und Grenzen
  • Aufbau, Funktionsweisen, Einsatzmöglichkeiten und Besonderheiten von:
    • Reflektortypen
    • Fresneloptiken
    • Kissenoptiken
    • TIR (Total Internal Reflection) Reflektoren
    • Lichtleitern

Übungsbeispiel:

Prinzipien der optischen Systemauslegung am Beispiel LED mit Kunststoffoptik

Die Vorgehensweise bei der optischen Auslegung wird anhand eines Übungsbeispiels vertieft.

  1. Auswahl einer Lichtquelle
  2. Berechnung von Gesamtlichtstrom und Primärlichtstrom
  3. Abschätzung der Wärmeübergangswiderstände
  4. Berücksichtigung geometrischer Randbedingungen
  5. Auswahl des optischen Konzeptes
  6. Zusammenhang Brennweite der Optik und Wirkungsgrad der Optik
  7. Auswahl der Segmentierung
  8. Berechnung der Lichtlenkung pro Segment
  9. Konstruktive Maßnahmen zur Optimierung der Lichtlenkung
  10. Integration in das Gesamtsystem

Abschlussdiskussion

Mehr über das Arbeiten mit Kunststoffen können Sie in folgenden Seminaren lernen:

Für wen empfiehlt sich das Seminar insbesondere?

Die Weiterbildung ist besonders interessant für Konstrukteure, die sich eingehender mit der Funktionsweise von Polymeroptiken beschäftigen möchten. Aber auch Kunststoff-Experten können Neues erfahren, insbesondere in Bezug auf die speziellen Anforderungen ihrer Kunden aus der Optikindustrie.

Ihr Seminarleiter Prof. Dr.-Ing. Alexander von Hoffmann – Ein Experte für Lichttechnik

Prof. Dr.-Ing. Alexander von Hoffmann lehrt an der Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften in Nürnberg. Sein Schwerpunkt liegt auf der Konstruktion in der Feinwerktechnik. Praktische Erfahrung hat er bei der Volkswagen AG gesammelt, wo er in der Lichtentwicklung tätig war. Außerdem betreibt er seit 2009 das Steinbeis Transferzentrum Angewandte Lichttechnik.

Melden Sie sich an und erfahren Sie alles über die Auslegung von Kunststoffoptiken

Sie wissen, dass Polymeroptiken für viele Industriebranchen immer wichtiger werden? Sie möchten Ihre Fachkenntnisse auf die Zukunft ausrichten und die Auslegung von Kunststoffoptiken beherrschen? Sie wollen nicht nur mit Standardsituationen umgehen können, sondern auch geometrisch ungewöhnliche Bauteile auslegen? Dann melden Sie sich jetzt für diese Weiterbildung an!

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09.11 - 10.11.2016 Düsseldorf verfügbar 1490 €

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