Innovative Bedienoberflächen durch lokales Glas-Heißprägen

© Foto Fraunhofer IWM

Probekörper im Kontakt mit heißem Glas

Simulationsbasierter Fraunhofer-IWM-Heißprägeprozess

Die Formgebung von Glas wird maßgeblich von dessen temperaturabhängigen viskoelastischen Verhalten bestimmt. Für die zu erreichenden Endkonturen muss neben dem Relaxationsverhalten von Glas auch die Ausbildung von Eigenspannungen kontrolliert werden. Die numerische Beschreibung des Prozesses hilft dabei, diese Fragestellungen zu klären und eine definierte Steuerung des Wärmeeintrages zu ermöglichen.

 

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Prozessentwicklung

Anwendungsmöglichkeiten

Mögliche Strukturgeometrien

Formwerkzeuge 

Prozessentwicklung

Am Fraunhofer IWM wurde ein Prägeprozess entwickelt, der es ermöglicht, in Glas mit unterschiedlichen Dicken unterschiedliche Strukturgeometrien einzubringen. Die lokale Erwärmung der umzuformenden Bereiche erfolgt dabei mittels eines CO2-Lasers, somit kann die vorab mittels numerischer Simulation berechnete eingebrachte Wärmemenge genau kontrolliert werden. Damit ist es möglich, vorgegebene Endkonturen präzise umzusetzen.

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Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungsmöglichkeiten für haptische Strukturen in Glas sind vielfältig. Bisher aus Kunststoff oder Metall realisierte Strukturen auf Glasoberflächen können direkt in die Glasfläche integriert werden. Diese Anwendung ist besonders für Glaswände- und Glastüren sowie für Tastaturen in Aufzügen interessant, da hier Bedienelemente wie Lichtschalter und Bedienkonsolen direkt in die Fläche integriert werden können. Ebenso können so Bedienelemente in Kraftfahrzeugen aus Glas gefertigt werden. Der Werkstoff Glas zeichnet sich dabei durch seine Vorteile wie hohe Stabilität, leichte Reinigung, Korrosionsstabilität und Alterungsbeständigkeit aus.

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Mögliche Strukturgeometrien

Die aktuell erreichten Strukturgrößen liegen bei Durchmessern von 1 bis 15 mm und Höhen von 0,2 bis 4 mm. Die lokale Strukturgebung kann dabei mit einer globalen Formgebung durch Biegen von Flachglas kombiniert werden.Mögliche Strukturgeometrien.

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© Foto iStock

Formwerkzeuge

Das Fraunhofer IWM besitzt langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Werkzeugbeschichtungen. Somit können für die jeweiligen Fragestellungen individuelle Lösungen für die Beschichtung der Formwerkzeuge angeboten werden. Die Stabilität und Standzeit solcher Beschichtungen kann am Fraunhofer IWM auf ihre Beständigkeit gegenüber heißen Glasschmelzen im Langzeitversuch erprobt werden.

Smartphones und Tabletts haben die Art der Interaktion zwischen Mensch und Anwendung nachhaltig verändert. Glasoberflächen mit ihrer einzigartigen Haptik und hohen Wertigkeit werden dabei mit positiven Eigenschaften wie hochwertig und innovativ verbunden. Das Integrieren von strukturierten  Interaktionsflächen aus dem Werkstoff Glas in Produkte bietet den Vorteil, dass solche haptischen Strukturen aus Glas das Auffinden des Bedienelements ohne Sichtkontakt ermöglichen. Sie bieten eine direkte gefühlte Führung der Geste für die Bedienfunktion.
Das Fraunhofer IWM entwickelt prozesstechnische Lösungen, die das Einbringen von lokalen Strukturen in Glasoberflächen ermöglichen. Dies bildet den Grundstein für die direkte Integration von hochwertigen Bedienelementen und Bedienkonsolen.

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