In industriellen Montagehallen und auf großflächigen Außenanlagen wie Parkplätzen, Sportstadien oder Lagerplätzen sind LED-Beleuchtungssysteme schon heute erste Wahl. Viel sparsamer als noch vor wenigen Jahren lassen sich damit weite Flächen einheitlich in ein gleichmäßig helles Licht tauchen oder gezielt bestimmte Bereiche ausleuchten. Dafür werden die einzelnen LEDs mit speziellen Vorsatzlinsen aus Kunststoff zu kompletten Beleuchtungsmodulen zusammengesetzt.

Kunststoff-Vorsatzoptik für High-Power-LED-Beleuchtungssysteme, die das Fraunhofer IPT zusammen mit Momentive Performance Materials und Polyscale entwickelt hat.

Kunststoff-Vorsatzoptik für High-Power-LED-Beleuchtungssysteme, die das Fraunhofer IPT zusammen mit Momentive Performance Materials und Polyscale entwickelt hat. Fraunhofer IPT

Das neue LED-Modul verfügt über ein Array von 48 optischen Linsen und ist bei einer Gesamtgröße von 150 × 150 × 50 mm3 deutlich kompakter als vergleichbare Beleuchtungssysteme. Das optische System, das Polyscale speziell für diese Anwendung entwickelt und ausgelegt hat, erzeugt dank seiner besonderen Abstrahlcharakteristik einen Spitzenlichtstrom bis zu 10.000 lm. Die entstehende Wärme im System wird durch eine passive Kühlung an der Rückseite effektiv abgeführt.

Da auch LEDs Hitze erzeugen, sind die Kunststoffoptiken nicht aus klassischen Thermoplast-Materialien hergestellt. Sie bestehen stattdessen aus einem Silikon-Elastomer (Liquid Silicone Rubber, LSR), das der Projektpartner Momentive Performance Materials unter dem Markennamen „Silopren LSR 7000“ speziell für optische Anwendungen entwickelt hat. Dieses ist nicht nur besonders lichtdurchlässig, sondern auch extrem beständig: Selbst bei hohen Umgebungstemperaturen verfärbt es sich nicht und wird nicht spröde. Da sich das Silikonmaterial der Linsen unter Wärmeeinwirkung aber ausdehnt, werden die Linsenarrays im Zwei-Komponenten-Verfahren hergestellt: nur die optischen Linsenbereiche bestehen aus dem niedrigviskosen LSR-Material, die Trägerplatte hingegen aus Aluminium.