Optics - Doppelbrechung

Optische Komponenten aus Kunststoff werden aufgrund ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses und ihrer Anwendbarkeit häufig in der Fotoelektronik-, 3C- und Automobilindustrie als Ersatz für herkömmliche Glasmaterialien verwendet.
Mit dem Wachstum der Kunststoffindustrie werden optische Bauteile wie Scheiben, Linsen und Wellenleiter immer mehr im Spritzgießverfahren hergestellt. Bei der Entwicklung optischer Teile ist die Doppelbrechung, die durch die Molekülausrichtung beim Spritzgießen entsteht und zu optischer Anisotropie führt, einer der wichtigsten Faktoren.

Als Doppelbrechung bezeichnet man die Aufspaltung eines Lichtstrahls in zwei Strahlen, wenn er durch transparente Materialien hindurchgeht. Wenn polarisiertes Licht diese Materialien durchläuft, entstehen Licht- und Schattenstreifen, deren Größe von der Differenz der Hauptspannungen abhängt.
Die Doppelbrechung in optischen Teilen wird hauptsächlich durch zwei Gründe verursacht. Der eine ist die fließbedingte Eigenspannung, die auf die molekulare Ausrichtung während des Füllens zurückzuführen ist. Die andere ist die thermische Eigenspannung, die auf eine Ungleichgewichtskontraktion beim Abkühlen zurückzuführen ist. Die fließbedingten Eigenspannungen werden durch die hohe Schergeschwindigkeiten während des Füllens erzeugt und können während der Nachdruckphase und nach dem Auswerfen entspannt oder eingefroren werden. Thermisch bedingte Eigenspannungen entstehen durch unterschiedliche Temperaturniveaus und durch Schwindung, unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg. Um die Doppelbrechung besser kontrollieren zu können, wurden verschiedene Methoden entwickelt, um die Doppelbrechungserscheinungen sowohl numerisch als auch experimentell zu untersuchen. Bei numerischen Ansätzen kann die herkömmliche 2,5D-Simulation aufgrund der inhärenten Annahmen und der Modellvereinfachung durch die Konstruktion der mittleren Ebene keine vielversprechende Vorhersage der Doppelbrechung liefern. Folglich ist ein echter numerischer 3D-Ansatz für diese Umstände sehr gefragt.  Das Modul Moldex3D Optics ermöglicht es dem Anwender daher, entscheidende Faktoren innerhalb eines optischen Bauteils zu beobachten, wie z.B. Doppelbrechung, Retardierung und Streifenmuster.
Für die optische Simulation ist eine hohe Netzqualität erforderlich, daher wird dringend empfohlen, Hexa- oder Prismaelemente für die Netzgenerierung zu verwenden und die Netzebene in Richtung der Dicke sollte mehr als 8 Schichten betragen. Es werden nur Solid-Mesh Netze unterstützt.

Außerdem muss das in der Optik-Analyse verwendete Material optische Eigenschaften haben. Bitte vergewissern Sie sich, dass Sie das richtige Material ausgewählt haben, bevor Sie eine Analyse durchführen. Darüber hinaus sind die Ergebnisse von Füllung/Packung, Kühlung und Verzug erforderlich, um das Optikmodul durchzuführen. Auch optische Bauteile die in mehreren Schichten spritzgegossen werden können mittels Moldex in Bezug auf fließinduzierte und themisch induzierte Eigenspannungen untersucht werden.

Wenn Sie noch Fragen zur Nutzung des Moduls haben, steht unser Team Ihnen gerne zur Verfügung!

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