Sugerencia de Diseño

14 razones por las que la silicona líquida (LSR) para usos ópticos es adecuada para aplicaciones de iluminación

La silicona líquida de categoría óptica está sustituyendo al vidrio en muchas aplicaciones ópticas y de iluminación

Desde el primer momento, los plásticos han venido a sustituir a otros materiales, comenzando por el marfil y el carey a finales del siglo XIX. Hoy en día, a medida que la tecnología LED reemplaza progresivamente a los filamentos metálicos de las bombillas, también la LSR para usos ópticos (junto con plásticos como el policarbonato y las resinas acrílicas) va sustituyendo al cristal en muchas aplicaciones ópticas, como tapas de lentes y tubos luminosos.

Examples of optical LSR
La LSR para usos ópticos es un material termoestable, transparente y flexible que está sustituyendo al cristal en muchas aplicaciones ópticas.
Opting for LSR

Desde la época de Edison, el cristal ha sido considerado el material ideal para las bombillas. Es casi totalmente transparente, barato, tiene un proceso de fabricación definido y es, en menor o mayor medida, inmune al considerable calor generado y desperdiciado por la iluminación incandescente. La pérdida de calor, es decir, el desperdicio eléctrico es la verdadera razón por la que están desapareciendo las bombillas incandescentes. Y este mismo calor provoca la necesidad de cambiarlas periódicamente. Por su parte, los LED, aunque son algo más caros de producir en la actualidad, compensan con creces su coste inicial por su eficiencia energética y su larga duración. Aunque se podría utilizar el cristal para envolver, cubrir o dirigir la fuente de luz, la LSR para usos ópticos ofrece mejores prestaciones en casi todos los aspectos. Y ello se debe a que:

  • La LSR para usos ópticos es casi tan transparente como el mejor cristal, tanto en el espectro visible como en el UVA.
  • No se decolora ni pierde transparencia con el tiempo ni con la exposición al calor o a los rayos UVA.
  • Es mucho más ligera que el cristal y que la mayoría de los demás plásticos.
  • La LSR es mucho más flexible que el cristal, lo que reduce la posibilidad de rotura. Aunque es lo suficientemente flexible como para no romperse, es mucho más rígida que la LSR utilizada en utensilios para hornear blandos. Ese material posee una dureza de 40 a 50, mientras que la de la LSR para usos ópticos alcanza los 70. (A efectos comparativos, el tacón de un zapato suele tener una dureza de 80). La rigidez de la LSR para usos ópticos es especialmente útil en el caso de los faros de vehículos, ya que las bombillas pueden sufrir diferentes vibraciones y golpes.
  • Además, este material es resistente a arañazos y grietas, lo que ayuda a conservar tanto su integridad física como sus propiedades ópticas. Es posible cortar una pieza de LSR para usos ópticos con una cuchilla de afeitar, pero si se arrastra contra el suelo u otra superficie áspera lo más probable es que se adapte a la superficie por la que es arrastrado y que no se raye.
  • La silicona líquida es estable tanto óptica como mecánicamente a temperaturas de hasta 150 °C, lo cual es interesante dado que los LED generan calor (aunque mucho menos que un filamento incandescente).
  • Su amplia gama de temperaturas de funcionamiento, su estabilidad frente a los rayos UVA y su flexibilidad convierten a la LSR en una opción ideal para su uso en exteriores.
  • Además, la flexibilidad de los materiales ofrece a diseñadores e ingenieros la oportunidad de combinar una lente con una junta para reducir el coste de montaje, el control de inventario y las uniones del conjunto.
  • En su estado líquido, la LSR para usos ópticos puede mezclarse con colorantes o fósforos para aumentar su capacidad lumínica (todavía no disponible en Proto Labs).
  • El moldeo con LSR es un proceso optimizado que utiliza menos espacio de fabricación y energía que una planta de fabricación de cristal, lo que deja margen para las fases de creación de prototipos y de producción a pequeña escala.
Example of optical LSR part
Su amplia gama de temperaturas de funcionamiento, su estabilidad frente a los rayos UVA y su flexibilidad convierten a la LSR en una opción ideal para su uso en exteriores.
LSR Simplifies Design, Molding

Además que contar con propiedades que mejoran el rendimiento, la LSR para usos ópticos cuenta con peculiaridades positivas que simplifican el diseño y moldeo.

  • Su escasa viscosidad favorece el flujo dentro del molde, por lo que el material se puede desplazar fácilmente por las áreas finas y rellenar los huecos pequeños. Esto da al diseñador mayor libertad para crear características finas tanto a nivel funcional como estético. Permite moldear paredes más delgadas que las que se producen habitualmente con otras resinas. Nota: la escasa viscosidad también aumenta la probabilidad de rebabas en el punto de encuentro de las dos mitades de un molde. La posibilidad de rebabas puede reducirse diseñando piezas con líneas de apertura planas y limpias.
  • El material enfría sin crear grandes hundimientos o tensiones internas, y su estabilidad dimensional permite producir lentes precisas. La menor probabilidad de hundimientos permite también diseñar paredes más gruesas que con otras resinas.
  • El material puede moldearse dentro de un molde pulido, sin necesidad de procesos de pulido adicionales para piezas individuales, ahorrando por tanto tiempo y gastos de fabricación. Algunos moldes pueden dar soporte a la geometría y los acabados de las superficies ópticas.
  • Debido a la consistencia parcialmente elástica del material, se pueden extraer del molde con total seguridad formas con contrasalidas pequeñas y ángulos de inclinación negativos que resultarían imposibles con un material más rígido. Estos pueden tratarse como proyecciones o insertos manuales.

En resumen, la LSR para usos ópticos es un material termoestable ideal para muchas aplicaciones ópticas. Su claridad sólo es superada por el cristal. Puede resistir el calor en proximidad a LED de gran potencia y funciona con diversas temperaturas ambiente. Ofrece la suficiente flexibilidad para ser usada en tareas brutas, en exteriores y en automoción. Se amolda a diseños muy flexibles, incluida la réplica precisa de características finas. Permite contrasalidas menores y ángulos de inclinación negativos sin necesidad de acciones laterales, así como paredes gruesas y delgadas. Con frecuencia, los diseños realizados con este material pueden reunir múltiples piezas en un único accesorio, combinando, por ejemplo, una lente, una tapa transparente para la lente y una junta impermeable, lo que reduce la lista de materiales para el conjunto final. Proto Labs dispone de silicona líquida Dow Corning MS-1002, un material diseñado para moldear piezas con detalles precisos destinadas a aplicaciones LED.

En la actualidad, Proto Labs fabrica piezas de LSR para usos ópticos en pequeñas cantidades para la creación de prototipos y en volúmenes superiores a 5.000 unidades para producciones destinadas al mercado. Si tiene alguna duda sobre el material o su aplicación, no dude en contactar con uno de nuestros ingenieros de Atención al Cliente en el +34 (0)9 11 43 68 30 o en la dirección de correo electrónico customerservice@protolabs.es

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