淺談燈具反射器的設計 * &~
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一只優(yōu)秀的燈具不僅有優(yōu)美的外型、合理的結(jié)構(gòu)、高品質(zhì)的電器組件，還要有高效能的反射器，而這個高效能的反射器是最有技術含量的部件之一，也是最不被人拷貝的部件之一，它應該具有高反射性、良好的控光角度和反射出來的均勻度。在多次的理論與實踐中的探索與思考，就以旋轉(zhuǎn)對稱的燈杯為例，談談對這樣燈杯的一些看法。 K k|mV&3J
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1、先按配光的要求，如要求設計一個中光束（30o）的插式燈杯，應該說這個旋轉(zhuǎn)對稱燈杯有點象橢圓，而不象拋物線那樣的曲線，為什么？因為橢圓焦點出來的光線會從另一個焦點交叉射出去，拋物線焦點出來的光線會平行的射出去的，理論上是可以證明的，從Photopia軟件里也會很直觀的得到這個結(jié)果。其實也并不是一段簡簡單單的弧線就可做好一個燈杯的，它應該由多曲面組成的一個近似某類形狀； /g$8JL
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2、第二步，將考慮燈具的結(jié)構(gòu)，這個燈杯是怎么固定的，是從杯上面的邊用螺絲固定還是用彈片從下面利用燈杯的弧度來卡住或什么的，燈具的外部形狀也決定了燈杯的高度和最大直經(jīng)將為多少，這樣就基本上把燈杯的大體形狀和所用鋁板的厚度確定了，所以燈杯本身的口徑和高度也會在某些方面限制了燈杯的配光曲線，這也可以通過相關的數(shù)學和物理公式計算出來，就是說想要的東西不一定都可以得到，鋁板的厚度可根據(jù)燈杯的直徑大小和沖孔大小、位置等因素確定的； 4tz@?T Cb
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3、把以上要求的參數(shù)輸入到光學設計軟件Photopia里，調(diào)出需要安裝的光源，把光源中心設置在坐標軸的零位置上，作為一個有著良好的配光曲線的反射器，光源發(fā)光點離欲設計點偏差3MM以內(nèi)，應對配光曲線的影響不大。這時在Photopia里得到的燈杯形狀肯定與要求不符，不是要求的最大直徑偏大了，就是高度偏高了，利用軟件里的參數(shù)調(diào)節(jié)燈杯的形狀，直到認為燈杯的主要尺寸接近要求為止，設置將要照射的平面距離和反射器的反射率。國產(chǎn)的鋁材因純度不很高，做出來的反射率一般都在50%～85%，當然也有很多因素制約了反射率，如模具的精度，表面處理的工藝等。很快就可以利用Photopia得到這個旋轉(zhuǎn)燈杯的配光曲線，如光強曲線圖、區(qū)域光通圖、效果圖等，如果不滿意這個反射杯的理論數(shù)據(jù)，那么就重新修改其曲面或曲面的一段弧，這個過程是需要耐心的。直到修改到滿意為止，就把這段滿意的弧線導出到CAD里； \6;b.&%w2
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4、這時，可利用CAD、Pro/E或SolidWorks等三唯軟件把它修改成我們所需要的尺寸,利用這段弧旋轉(zhuǎn)成需要的三唯立體圖，這時候，我們并沒有完成它的設計，我們應該把它轉(zhuǎn)成STL文件格式，導入進Photopia里，導入需要安裝的光源，重新設置將要照射的平面距離和反射罩的反射率，這時會發(fā)現(xiàn)與先做的模擬效果有很大不同，比較以前設計好象差了很多，多次的實踐中發(fā)現(xiàn)，這個模擬效果與實際產(chǎn)品出來的效果較接近了，特別在控光角度上； k\A4s j
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5、再修改設計方案，調(diào)試多曲面的弧形直到我達到接近我們的要求為止，不要讓光線在燈杯中多次反射、不要讓光線的交叉點靠近光源和防護罩之類的東西，還要考慮模具的加工工藝等，軟件的調(diào)試可以節(jié)省很多時間和提供一個科學的理論依據(jù),盡管在它里面調(diào)試也是一件很麻煩的事，但也很重要。以上的設計過程，但實際的過程中將會更難，因為設計者的經(jīng)驗、軟件理論的分析與實踐中的差別、還有設計的曲線也不可能完全在模具中及其工藝中體現(xiàn)出來，為什么？因為光線的波長實在太短了(3.8x10-4MM～7.8x10-4MM)，一個微小的偏差，也會對它造成明顯的變化，而我們在每一步都會有微小誤差出現(xiàn)，多個工序的誤差加起來的系統(tǒng)誤差相對光線的波長來說就不是一個小數(shù)字了，所以有時候我們不得不進行對燈杯實行一些補償配光，如在燈杯上進行小部分的打砂、對模具做成珠紋或根據(jù)需要在某些部分做成凹凸不平等方法來達到最優(yōu)，雖然適當?shù)慕档土怂姆瓷湫实覀兛梢蕴岣咚呐涔獾木鶆蚨仁侵档玫�，魚翅和熊掌有時是不可兼得。以下就談談這些系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)原因。 vGchKN~_
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A、以上所說的旋轉(zhuǎn)對稱燈杯，我們大多數(shù)情況下采取旋壓制做成型，設計者拿一個標有尺寸的工程圖給模具廠做模，一個較理想旋轉(zhuǎn)對稱燈杯在Photopia導出來后，有可能上百個點或幾百個，在一張圖中，我們不可能把這百多個點都表示出來，那怕設計者表示出來，一些模具廠也無法加工出來，都知道，在國內(nèi)一般的燈杯廠做燈杯模具時，規(guī)模小，雖專業(yè)做但技術力量不足，用普通車床去加工模具，很難精確到0.01MM，就用普通數(shù)控車床也難以達到這個精度。這時，設計者不得不把幾個點用弧線連起來，用來減少需要表示的點，降低加工難度，同時也降低了模擬效果的真實性。就算用三唯圖去CNC，也難免有微小的誤差，現(xiàn)有的量具也很難把它測準； A\|:hzu+
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B、模具做好了，就開始旋壓產(chǎn)品了，產(chǎn)品與加工者本身的素質(zhì)有關，國內(nèi)做燈杯，可以說有一半是靠手工，另外一半是靠機器完成的，鋁板的旋壓產(chǎn)品，0.02MM～0.08MM誤差是很正常的，因為材料本身還有彈性和塑性； E=t^I/f)E
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C、成型后的產(chǎn)品需要進行陽極氧化（ANODIZING）處理，正確的陽極氧化處理能完全發(fā)揮鋁陽極氧化膜的功能，可將其反光效率完全發(fā)揮出來，提高反光器的反光性和可靠性。但這個工藝與鋁的純度有很大的關系，需要純度為99.95%以上的鋁板和電器自動化才能做到。而國內(nèi)市場鋁的純度幾乎都在98%以下。陽極氧化處理過程包含脫脂、拋光、清洗、鍍膜、封孔等方面，但國內(nèi)產(chǎn)品對以上的工藝，很多情況是用手工或半手工完成的而不是通過電器自動化完成的，誤差也在所難免。 Vn?|\3KY
