Металл, стекло, пластик, дерево, гипс. Монолит, фольга, жесть, всевозможные накладки и напыления. Литье, прокат, штамп, анодирование, формовка, выдувание. Из всех материалов и технологий, применяемых в светотехнике, возьмем, пожалуй, первый по алфавиту. Тем более что и номер в периодической системе элементов у него интригующий — тринадцатый. Итак, алюминий.

Интерес к алюминию со стороны светотехнической отрасли, а точнее производства светильников, обусловлен его светоотражающими свойствами и относительно малым удельным весом.

Для отражающих поверхностей: рефлекторов прожекторов и растровых светильников — используется анодированный алюминий. К нему предъявляются особые требования. Дело в том, что от чистоты металла и качества напыления зависят светоотражающие свойства: коэффициенты зеркального и диффузного отражения, чистота отражения, цвет. Поэтому процесс производства светотехнического анодированного алюминия сложен и высокотехнологичен. В России его не производят. Одни из самых известных мировых поставщиков — германский Alanod и итальянская SACAL. Между ними идет жесткая конкуренция. Компания «Терна Светотехника», сотрудница которой Мария Яковенко согласилась быть моим консультантом по алюминиевой тематике, — официальный представитель Alanod`а в России.

Каковы основные показатели, за которые ведется борьба? Коэффициент зеркального отражения должен быть как можно выше. При этом в таких приложениях, как освещение помещений с компьютерной техникой, важно добиться минимального коэффициента диффузного отражения, потому что за пределами угла среза в продольном и поперечном направлениях максимальный уровень яркости не должен превышать 200 кд/м2. Анодированный алюминий серии MIRO, которым по праву гордится компания Alanod, имеет интегральный коэффициент отражения 95% при 6% диффузного отражения, а алюминий серии ANTI-IRISAL — интегральный коэффициент отражения 87% при 5% диффузного, и на сегодняшний день это предел. Зато в прожекторах используются как зеркальные, так и диффузные отражатели. Современные технологии позволяют добиться значения коэффициента диффузного отражения близкого к 86–87%, при отсутствии зеркального отражения. Такие прожектора незаменимы там, где должно быть исключено бликование. Далее, необходимо избежать интерференционной окраски, обеспечить бесцветность или задать определенный цвет, наконец, гарантировать коррозионную устойчивость материала и отсутствие оптических дефектов при механической обработке.

Процесс производства начинается с электрохимического полирования алюминиевой ленты — основы. Затем методом вакуумного напыления наносятся слои (их может быть несколько, причем различного состава: из чистого алюминия, оксида алюминия или алюминия, легированного марганцем), повышающие коэффициент отражения или, наоборот, создающие матовую поверхность. Чем тоньше слои, тем хуже показатели по светоотражению и долговечности. Равномерность нанесения слоев должна быть исключительно высокой — от этого зависит отсутствие интерференционной окраски. В заключение производится выглаживание поверхности или нанесение ребристого или ячеистого профиля при помощи специальных машин; лента покрывается защитной пленкой, которая будет снята только перед упаковкой готового отражателя или светильника.

Рассмотрим для примера анодированный алюминий серии MIRO компании Alanod. Разрез алюминиевой ленты схематически показан на рис. 1.

Рис.1. Структура материалов серии MIRO. Анодированная алюминиевая лента с вакуумным напылением, обеспечивающим интенсивное светоотражение

Сверхчистый алюминий осаждается из газообразной фазы, как именно—это профессиональный секрет Alanod`а.

Анодированная алюминиевая лента может быть зеркально гладкой, матовой, ребристой или ячеистой. Гладкая лента используется в растровых светильниках и прожекторах с зеркальным отражателем. Иногда перемычки у решетки-растра делаются из матового ребристого алюминия. Это дает другое распределение света на решетке. Ребристый алюминий применяется также для производства алюминиевых потолков. Угол наклона ребер строго определен. Это необходимо, чтобы потолок не давал бликов.

В прожекторах с диффузионным отражателем и прожекторах-кососветах применяются отражатели, изготовленные из ячеистого алюминия. Его поверхность изрыта кавернами, размер и форма которых специально рассчитаны для формирования заданного пучка света.

Обычно требуется бесцветный или слабо окрашенный алюминий. Однако иногда заказчик просит окрашенный алюминий. В этом случае под анодированным слоем помещается окрашивающая пленка. Ассортимент цветов невелик: золотистый или медно-красный.

Анодированный алюминий поставляется в виде фольги толщиной от 0,1 до 1,5 мм, намотанной в так называемые материнские катушки шириной до 1250 мм. В зависимости от толщины лента имеет разное назначение. Для растровых светильников и прожекторов берется фольга толщиной 0,3 мм, для уличных светильников — 0,3–0,4 мм. Фольга толщиной 0,4 мм используется также для производства реечных потолков.

В результате анодирования на поверхности алюминиевой ленты образуется практически неразрушимая оксидная пленка. Анодированная поверхность не поддается коррозии и не тускнеет, на ней не появляются пятна и пузыри, покрытие не стирается и обладает антистатическими свойствами. А главное, при всем этом анодированный алюминий можно резать, гнуть, штамповать, пробивать в нем отверстия.

Вот как выглядит наблюдаемый автором воочию процесс производства растровых светильников на подмосковном заводе «Люмсвет».

Лента, намотанная на материнскую катушку, режется на полосы нужной ширины. Чем шире исходный рулон, тем, понятно, меньше отходов. Затем полосы нарезаются на куски, в них пробиваются необходимые отверстия. Одни элементы (поперечные) поступают на штамповку, другие (продольные)—пропускаются через вальцы. Абсолютно все детали изготавливаются таким образом из цельных заготовок. Только когда все детали готовы, с них снимается защитная пленка. Из деталей, как конструктор на пружинных защелках, собирается решетка, вставляется в несущий короб с подсоединенной электрикой, и готовый светильник упаковывается в коробку.

Во всем процессе — минимум ручных операций. Все станки итальянские. Существуют и аналогичные российские станки, причем качество обработки на них не хуже, чем на итальянских, но технологическая цепочка получается длиннее, требуется больше операций. А ведь жесткая конкурентная борьба в сфере производства светильников привела к тому, что цена практически не отличается от себестоимости, и игра идет на экономии технологических операций (одна или две, две или три), на минимизации отходов, на удобстве выбранной конструкции светильника.

Нужно отметить, что при правильном производстве срок службы светоотражающих элементов из анодированного алюминия превышает срок службы электротехнической части и светильника в целом. Он даже не указывается в каталогах.

Другое важное (и очевидное) применение алюминия в светотехнике — изготовление корпусов светильников и прожекторов. В этой сфере алюминий незаменим из-за своего относительно небольшого удельного веса и удобства обработки. Действительно, масса мощного прожектора, даже изготовленного из алюминия, превышает 10 кг. Сколько бы он весил, если бы был сделан из стали?

Но и тут существует жесткое требование. Это срок службы. Ради долголетия применяется инжекционное литье под давлением, чтобы исключить образование полостей, каверн и инородных включений для достижения высокой механической прочности.

Также и обработка поверхности не обходится без хитростей. Скажем, перед хроматированием и покраской с алюминия снимается оксидная пленка с помощью ортофосфорной кислоты. Подобная обработка обеспечивает срок службы светильника более 15 лет.

Вскоре российскому рынку предстоит познакомиться с еще одним интересным продуктом из анодированного алюминия. Это алюминиевые потолки с встраиваемыми светильниками. Их главное потребительское качество — высокая модульность. Светильники размещаются так, как того хочет покупатель.

Для их производства используется не фольга, а металл потолще: порядка 3 мм. Ведь любой элемент может оказаться несущим, если в него встроить светильник.

Продукция называется Mobi и производится в Бельгии известной фирмой Wever & Ducre. Эксклюзивный представитель в России — компания «АураСити». Ее руководство придает большое значение продвижению этого продукта, справедливо считая его современным и актуальным. Производство Mobi в России пока не планируется; но как знать — не найдется ли предприимчивый директор завода, который начнет выпускать тот же продукт под другим названием и по меньшей цене?

По материалам журнала "Цоколь"