Im Jahr 2013 wurde der LED-Einsatz in UV-Härtungsanwendungen mit Emittern mit höherer Leistung ausgeweitet, was schnellere Härtungszeiten für eine Vielzahl von Life-Science- und Industrieanwendungen ermöglicht, schreibt BILL CORTELYOU, und die Lebensdauer der Komponenten hat sich ebenfalls erhöht.
Wenn Menschen die Begriffe „Leuchtdioden“ oder „LEDs“ hören, denken die meisten Menschen an sichtbare LEDs für Beleuchtungsanwendungen. Tatsächlich wird die LED-Technologie weltweit zunehmend für Innenbeleuchtung, Außenbeleuchtung, Straßenbeleuchtung, Automobilindustrie und Beschilderung eingesetzt. Es gibt jedoch viele andere industrielle Anwendungen wie das Aushärten (Trocknen) und die Erkennung von Fälschungen. Die UV-LED-Technologie zum Aushärten ist eines der Marktsegmente, das weltweit Akzeptanz gefunden hat und weiter wächst. Lassen Sie uns den Stand der UV-Härtungstechnologie untersuchen und überlegen, wie gut LEDs die Versprechen erfüllen, diesen Raum zu übernehmen.
UV-LED-Härtung bezieht sich auf eine Technik, bei der die Energie der LEDs im UV-Spektrum zur Behandlung von Tinten, Beschichtungen, Klebstoffen und anderen UV-härtbaren Materialien verwendet wird. Die vom UV-Licht erzeugte Energie löst eine Kettenreaktion aus, die zur Polymerisation des Materials führt und so das Material härtet oder aushärtet (Abb. 1). Weitere Hintergrundinformationen zur UV-LED-Aushärtung finden Sie unter „UV-LEDs erhöhen die ruhige Seite des LED-Marktes“ (Links am Ende des Artikels).
UV-Licht löst eine Kettenreaktion aus, die zum Aushärten von Materialien wie Tinten oder Klebstoffen führt.
FEIGE. 1. UV-Licht löst eine Kettenreaktion aus, die zum Aushärten von Materialien wie Tinten oder Klebstoffen führt.
Traditionell wurden UV-Lampen auf Quecksilberbasis zum Aushärten verwendet, aber jetzt hat sich eine energieeffizientere und umweltfreundlichere UV-Technologie auf LED-Basis als überlegene Lösung für viele Anwendungen erwiesen. Die LED-Härtungstechnologie verwendet Halbleiter-LEDs, um das UV-Licht zu projizieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie geleitet wird. Wenn eine LED in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, können sich Elektronen mit Elektronenlöchern in der Vorrichtung rekombinieren und so Energie in Form von Photonen freisetzen.
Die Farbe des emittierten Lichts oder die entsprechende Energie des Photons wird durch die Energielücke des Halbleitermaterials bestimmt. Eine Reihe von Unternehmen, die LEDs für die allgemeine Beleuchtung herstellen, stellen auch LEDs her, die im UV-Spektrum strahlen.
Fortschritte in der UV-LED-Aushärtung
Für viele Branchen ist es eine anerkannte Tatsache, dass LED-Lampen viele Vorteile bieten, darunter einen geringeren Energieverbrauch, eine längere Lebensdauer, eine verbesserte Robustheit, einen kleineren Formfaktor und ein schnelleres Ein- und Ausschalten. Diese Vorteile sind auch bei Härtungsanwendungen wichtig.
Die UV-LED-Härtungstechnologie hat sich in den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt und ist jetzt für eine Vielzahl von Anwendungen in Druck, Beschichtung und Klebstoffen verfügbar. Es gibt viele Vorteile, die Unternehmen dazu veranlassen, die UV-LED-Technologie zu akzeptieren, wie z. B. eine höhere Produktivität und eine umweltfreundlichere Lösung, die immer mehr Endkunden fordern. Während die Hersteller UV-LED-Härtungssysteme entwickeln, hilft das Wissen darüber, wie die wichtigsten Unterkomponenten zusammenarbeiten, das optimale System zu schaffen und dadurch die Gesamtumweltbelastung des Prozesses zu verringern und gleichzeitig die Produktivität und Produktleistung aufrechtzuerhalten oder zu verbessern.
Anwendungssegmente
Das Aushärten ist ein breiter Markt mit vielen Anwendungsnischen. Betrachten wir jedoch einige der wichtigsten Anwendungssegmente:
Drucken:. Das UV-Härtungsverfahren wird seit mehr als 30 Jahren in der Druckindustrie eingesetzt. Die LED-Härtungstechnologie für UV-Drucker ersetzt ältere Technologien rasch durch überzeugende Vorteile einer besseren Wirtschaftlichkeit, Systemfähigkeit und Umweltvorteile. UV-LED-Härtungstechnologie. ist ideal für die UV-Härtung von Tinten in digitalen Tintenstrahl-, Sieb-, Flexodruck- und anderen Druckverfahren.
Beschichtungen: Eine bedeutende Anzahl von Beschichtungen wird heute weltweit mit UV-LED-Quellen in Anwendungen ausgehärtet, die von traditionellen Materialien wie Fußböden und Schränken bis hin zu fortschrittlicher Elektronik reichen. Die Materialentwicklung und langfristige Leistungstests werden die Märkte in den Bereichen Automobil und Elektronik weiter öffnen. , Wohn- und Gewerbebaustoffe.
Klebstoffe: UV-Klebstoffe sind ein hervorragendes Werkzeug in modernen Montage- und Herstellungsprozessen mit elektronischer UV-LED-Steuerung und -Stabilität. Sie gewährleisten hervorragende Ergebnisse bei einer Vielzahl von UV-LED-Klebstoffanwendungen, von medizinischen Geräten bis hin zur fortschrittlichsten Unterhaltungselektronik.
Schnappschuss von 2013
2013 war ein weiteres Jahr mit starkem Wachstum bei der Einführung von UV-LED. In den letzten Jahren gab es viele Diskussionen über die Akzeptanz und Nützlichkeit für die breite Palette von UV-Härtungsanwendungen. Im Wesentlichen lautete die Frage: „Wird die UV-LED-Härtungstechnologie ihr Versprechen erfüllen? „Nun, die Antwort lautet ja! Tatsächlich hat es das Versprechen übertroffen und wird sein starkes Wachstum fortsetzen, beschleunigen und neue UV-Härtungsmärkte eröffnen.
Die frühen Bedenken hinsichtlich Leistung, Lebensdauer und Kosten wurden durch schnelle Technologie- und Produktverbesserungen erfüllt. Die UV-LED-Härtungstechnologie erfüllt heute eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen und verbessert sich rasant weiter. Lampen mit 16 W / cm2, die bei höchsten Geschwindigkeitsanforderungen aushärten, werden seit mehr als zwei Jahren im Volumen ausgeliefert. Lampenhersteller geben routinemäßig Lebenserwartungen von mehr als 20.000 Stunden Pünktlichkeit an - doppelt so viel wie einige Vor Jahren In Kürze werden führende Hersteller Lampen herstellen, die eine noch längere Lebensdauer versprechen - wahrscheinlich rund 30.000 Stunden, die der Lebensdauer verschiedener Aushärtungsanlagen entsprechen oder diese überschreiten.
Nahezu alle Anbieter von UV-härtbaren Materialien verfügen über UV-LED-härtbare Chemikalien sowie aggressive Technologie- und Produkt-Roadmaps. Obwohl die monochromatische Natur von UV-LED-Lampen von den Chemikern besonders berücksichtigt werden muss, war dies kein langfristiges Hindernis, wie man einst dachte.
Einer der aufregendsten Aspekte bei der Verwendung eines UV-LED-Härtungsprozesses ist, dass er mit seiner präzisen elektronischen Steuerung der Energiezufuhr viele neue Prozessmöglichkeiten eröffnet. Viele Benutzer haben ihre Prozesse so angepasst, dass auf andere Weise unerreichbare Ergebnisse erzielt werden. Heutzutage gibt es viele proprietäre Anwendungen der Energiesteuerung für verschiedene Anwendungen.
Aktuelle Meilensteine
Betrachten Sie die 2013 erreichten Meilensteine. Die Messe Labelexpo Europe 2013 spiegelte die groß angelegte Einführung von UV-LED wider. Die Veranstaltung bestätigte die Behauptungen einer raschen Einführung der UV-LED-Härtung. Die Messe verzeichnete rekordverdächtige Besucherzahlen und zog 31.795 Besucher (plus 11% gegenüber 2011) aus 158 Ländern (gegenüber 123 im Jahr 2011) mit fast 600 Ausstellern (gegenüber 550 im Jahr 2011) an. Überall sahen die Teilnehmer, wie UV-LED-Härtungssysteme auf Maschinen implementiert wurden. Zu der traditionellen Stärke des digitalen Tintenstrahls von UV-LEDs kamen Rotationssiebdruck, Flächenhärtung, Offsetdruck und Flexodruck hinzu.
Der Vergleich der Labelexpo 2013 mit der Labelexpo 2011 zeigt, wie schnell die Branche die Technologie übernommen hat. Auf der Messe 2013 wurden mehr als 80 UV-LED-Härtungslampen an den Geräten installiert, gegenüber 10 Instanzen während der Messe 2011, was einer 8-fachen Steigerung entspricht. Die Aushärtungsanwendungen reichten vom Fixieren bis zur vollständigen Aushärtung, und viele der Drucker basierten zu 100% auf UV-LED.
Der Label Industry Global Award für Innovation, gesponsert von Label&, zieht die höchste Anzahl von Teilnehmern in seiner Geschichte an. Narrow Web, Labels& Das Labeling und die NarroWebTech-Magazine wurden gemeinsam von Mark Andy und Flint Group Narrow Web gewonnen. Die Flint Group wurde für ihre Ekocure UV-LED-Tintentechnologie geehrt, die nach Ansicht der Jury eine verbesserte Härtungsreaktion, Kosten- und Produktivitätsersparnis, Abfallreduzierung, Energieeinsparung und erhöhte Sicherheit bietet und zweifellos einen erheblichen Einfluss auf die Zukunft des Etiketts haben wird Industrie. Mark Andy wurde für seine ergänzende ProLED-Tintenhärtungstechnologie ausgezeichnet, die hohe Produktionsraten und 50% Energieeinsparung bietet.
Weitere Lieferanten von Materialformulierungen
Mit dem Aufkommen der UV-LED-Aushärtung vor etwa zehn Jahren waren nur sehr wenige Arten von Tinten, Beschichtungen und Klebstoffen mit der UV-LED-Technologie kompatibel. Wie Fig. 2 zeigt, unterscheidet sich die spektrale Energieverteilung von UV-LEDs stark von der von Quecksilberlampen und liegt tatsächlich in einem viel engeren Band. Dieser Unterschied erforderte neue Materialformulierungen.
