Quali sono i motivi che hanno spinto Khatod a investire le proprie competenze e risorse tecniche nel progetto e nello sviluppo di ottiche secondarie per i LED di potenza, fino alla realizzazione del prodotto finito? La risposta a questa domanda è implicita in quella all’interrogativo preliminare: perché serve un’ottica secondaria per i LED di potenza?

IN LINEA CON L’EVOLUZIONE DEL MERCATO
Se consideriamo l’evoluzione del mercato dei LED in questi anni, ci rendiamo conto della particolare importanza che i LED di potenza rivestono all’interno di questo comparto. Ne consegue che la produzione di ottiche secondarie per i LED di potenza rappresenta per Khatod un’evoluzione naturale, dato che la società costruiva già le lenti sintetiche per applicazioni specifiche, come fotosensori, ottiche per laser, encoder e altri componenti analoghi. La filosofia di Khatod, infatti, non considera mai il progetto di una nuova lente come un fatto a sè stante, bensì come l’inizio dello sviluppo di una più estesa gamma di ottiche in grado di coprire la maggior parte delle applicazioni di illuminazione. Solo diciotto mesi fa, al momento della sua comparsa, la lente tripla destinata all’impiego con tre LED aveva un diametro di 50 mm. Attualmente Khatod ha in produzione una nuova lente tripla, da utilizzare con i LED di nuova generazione, con il diametro di 23 mm, quello di una moneta da 2 €. Khatod sviluppa internamente tutte le lenti, utilizzando le proprie risorse. I soli materiali acquistati all’esterno sono gli alimentatori e i materiali grezzi. Per questi ultimi, Khatod ha raggiunto accordi con alcuni fra i principali produttori di materie plastiche. La qualità dei polimeri plastici, infatti, è fondamentale nel processo di trasformazione necessario per realizzare lenti di qualità eccellente. La scelta dei materiali di partenza viene effettuata tenendo conto non solo dei parametri ottici, ma anche delle loro caratteristiche meccaniche. È necessario inoltre tener conto dell’applicazione finale della lente. I ricercatori di Khatod sono particolarmente attenti alle richieste del mercato e operano in stretta collaborazione con le divisioni meccanica e ottica, allo scopo di poter disporre in tempo reale di tutte le informazioni riguardanti il sistema ottico costituito dal LED e dalla lente. Tutti i dettagli sono essenziali per sviluppare il progetto con successo.

AD OGNI LED LA SUA LENTE
Ogni tipo di LED richiede un particolare studio ottico, dato che i fasci emessi sono tutti diversi uno dall’altro. Di conseguenza, ogni nuovo LED lanciato sul mercato richiede lo sviluppo di una specifica lente. Partendo da una buona ricerca basata su simulazioni e sperimentazioni ottiche, i progettisti di Khatod hanno sviluppato nuovi prodotti esclusivi e le attrezzature e apparecchiature necessarie per la loro realizzazione. Una volta definite le variabili (parametri di curvatura, spessore, indice di rifrazione e altri, che il programma può modificare per cercare di migliorare le prestazioni del sistema), una funzione errore definita come la misura della qualità ottica- e i vincoli di progetto - i valori limite che consentono di restringere il numero delle configurazioni possibili - si può passare alla fase di ottimizzazione della lente. Grazie a un apposito software, all’impiego di metodi numerici che permettono di eseguire la simulazione ottica e all’esperienza dei progettisti, che nessun software può sostituire, si può raggiungere l’obiettivo di realizzare la lente migliore per uno specifico LED. I dati dai quali occorre partire per realizzare il progetto di un sistema ottico sono numerosi e molto importanti per soddisfare le specifiche rispettando i parametri di progetto, come il campo visivo, la lunghezza focale, ecc.

IL PROGETTO DEL SISTEMA
Ecco un elenco dei dati necessari per realizzare il progetto di un sistema ottico:
1) Tipo di LED scelto come sorgente luminosa
L’esperienza di Khatod nel campo delle ottiche sintetiche le permette di valutare l’importanza anche della più piccola variazione di ogni parametro, che può compromettere una buona progettazione del sistema di illuminazione. La continua evoluzione delle sorgenti luminose, in termini di alimentazione, miniaturizzazione e tecniche di fabbricazione, può far sì che questi dati siano insufficienti per una completa valutazione del progetto stesso. Non appena Khatod riceve i campioni di LED, già testati e certificati dal produttore, li riproduce nel computer per la simulazione. Dal confronto fra i dati misurati sui campioni reali e quelli che risultano dalla simulazione numerica si possono introdurre le correzioni necessarie per minimizzare o eliminare ogni errore e rispettare i vincoli di progetto. Naturalmente, se si vuole che questo processo sia vicino alla realtà, occorre tener conto dei valori tipici delle tolleranze di fabbricazione. Se il confronto dà un risultato positivo, il progetto della lente soddisfa i requisiti del LED. In tal modo anche il database viene costantemente aggiornato con le nuove informazioni e, anche dopo essere stato modificato più e più volte, non verrà mai essere considerato completo, ma sempre in continua evoluzione. Il database di Khatod raccoglie tutti i risultati provenienti dai test e dalle esperienze maturate nel corso dell’attività di progettazione.
2) Colore del LED
Questo è un altro elemento fondamentale, soprattutto per chi lavora su un sistema RGB o su uno a tre LED. In tal caso assume una particolare importanza non solo l’angolo di apertura della lente, ma anche la sua capacità di combinare i colori.
3) Alimentazione del LED
4) Determinazione dell’angolo di aper-ture e della distanza dal target
5) Compatibilità con gli Standard.
In vista della certificazione, il sistema deve rispettare i requisiti di auto-spegnimento, le specifiche IP in presenza di stagno, i parametri minimi di lux/candela, ecc.
6) Temperature operative standard per una corretta scelta del polimero
7) Dimensioni complessive del sistema in cui dovrà essere montata la lente
8) Previsione delle lenti da produrre in un anno per l’analisi della produzione e i costi di fabbricazione.

DAL PROGETTO AL PRODOTTO
Una volta ultimato il progetto ha inizio il lavoro del reparto meccanico, che sviluppa le attrezzature necessarie per creare la lente. Grazie a specifici prodotti software di progettazione e di simulazione dell’iniezione termoplastica, come il “mould fl ow system”, i progettisti sono in grado di analizzare il flusso del materiale, evitando che ogni sia pur minimo problema possa compromettere le prestazioni della lente. In fase di progetto si tiene conto, ove possibile, della possibilità di eventuali aggiornamenti del prodotto. In tal caso, le attrezzature sono costituite da parti intercambiabili, che consentono di effettuare una rapida modifica della lente a un costo contenuto. La realizzazione del composto e il successivo processo di trasformazione sono il cuore dell’intero progetto, dall’idea iniziale alla creazione di un oggetto reale. A questo scopo si utilizzano macchine a controllo numerico dell’ultima generazione, che comunicano tra loro mediante metodi numerici. Prima di assemblare il composto, ogni parte viene ispezionata accuratamente dagli addetti al controllo di qualità. Vengono eseguite con la massima attenzione le operazioni di analisi dimensionale, lappatura e politura, in funzione di specifici parametri, spesso al di sotto di due millesimi di millimetro. Si deve eliminare ogni impurità presente sulla superficie per garantire la massima purezza della lente. Solo quando le tolleranze sono rispettate le parti vengono assemblate e rigorosamente testate. Tuttavia, sebbene questo software ad alta tecnologia sia di notevole aiuto per garantire affidabilità e
precisione, nessun programma automatico può sostituire l’esperienza dei progettisti, che è fondamentale per l’ottimizzazione del progetto. Mentre il reparto meccanico prepara il composto, quello ottico predispone le attrezzature di collaudo sulla base dei campioni del LED fornite dal produttore. Il primo test viene eseguito da un team che comprende i responsabili dei reparti meccanico, ottico e di produzione.

I MACCHINARI DI PRODUZIONE
In Khatod il reparto di produzione dispone di quindici macchine, personalizzate sulla base delle specifiche interne in vista dell’ottimizzazione del processo di trasformazione della lente. Ogni composto ha una determinata qualità di cavità, in funzione della dimensione della lente, e ognuno di essi corrisponde a una specifica macchina. Le macchine sono equipaggiate con:
1 Sistemi robotizzati per lo svuotamento delle parti del composto. Nessuna lente viene trattata manualmente durante l’intero processo produttivo. Le impronte digitali, infatti, potrebbero comprometterne le prestazioni, dato che esse provocano l’assorbimento del fascio di luce, anziché la sua riflessione. Questo effetto è ben noto a chiunque porti gli occhiali. Per questo motivo, le lenti Khatod sono fornite con un paio di guanti, che consente di maneggiarle in modo appropriato.
2 Un software di controllo del processo di trasformazione: la successione corretta delle fasi di produzione è garantita dalla capacità della macchina di riprodurla sempre nello stesso modo durante l’intero processo produttivo.
3 Unità di controllo per il condizionamento e la stabilizzazione della temperatura del composto.
4 Sistema di essiccazione e deumidificazione dei materiali. A questo punto può partire la produzione in massa delle lenti. Ognuno dei pezzi prodotti viene regolato da un sistema laser che, meglio di ogni altro sistema, garantisce la massima purezza della superficie della lente. Il collaudo finale viene considerato positivo solo quando la lente avrà superato anche gli specifici test nella camera oscura, dimostrando di soddisfare i requisiti di specifica. Questi test vengono effettuati su tutte le lenti.

COME VIENE GARANTITA LA QUALITÀ
La serie di lenti, con la relative documentazione tecnica, i data sheet e i rapporti di test vengono immediatamente caricati nel sito web e in quello dedicato all’e-commerce. Tutti questi documenti possono facilmente essere letti e scaricati in formato .pdf. Si comprende da ciò che un buon livello di qualità è il risultato dei continui controlli effettuati durante ogni fase dei processi di progettazione e produzione. Il suo raggiungimento è responsabilità di tutti gli addetti, che sono focalizzati sulla totale soddisfazione del cliente. In Khatod la qualità e l’affidabilità dettano ogni aspetto dell’attività dei reparti sia tecnici che di produzione. Un dispositivo ottico reale non può essere progettato solo tenendo conto della sorgente luminosa, ma deve prendere in considerazione anche il modo in cui essa potrà offrire le migliori prestazioni. E questo risultato può essere raggiunto solo utilizzando una lente reale. Se il LED considerato è un modello di fascia alta, esso non potrà mai dare il meglio di sé utilizzando solo componenti plastici. Sarebbe come montare delle ruote in legno su una Rolls Royce!

 

 

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