Как работает УФ-светодиодное отверждение? Руководство по фотополимеризации

Как работает УФ-светодиодное отверждение? Использование решений для отверждения УФ-светодиодов

Если вы работаете в сфере печати, 3D-производства или электроники, знание того, как работает УФ-светодиодное отверждение, позволит вам получить максимальную отдачу от своих инструментов. Отрасли промышленности переходят на использование решений для УФ-светодиодного отверждения из-за того, что они чище, энергоэффективнее и быстрее, чем традиционные методы отверждения. В этом блоге описывается, как работает УФ-светодиодное отверждение?

Что такое отверждение с помощью УФ-светодиодов?

Отверждение в светодиодном ультрафиолетовом свете относится к применению света от диодов к ультрафиолетовому УФ-отверждению с помощью УФ-светодиодов. Это влечет за собой начало химической реакции, которая затвердевает чернила или материалы покрытия, а это означает, что клеи также претерпевают изменения, затвердевая. Этот метод популярен благодаря экологическим преимуществам, которые он дает, а также скорости и точности.

Как работает отверждение с помощью УФ-светодиодов?

Применение светодиодов также служит для расширения сферы применения «светоотверждения», поскольку светодиоды (LED) могут использоваться для генерации ультрафиолетового света. Отверждение (затвердевание или сушка) чернил, покрытий, клеев и смол происходит мгновенно путем воздействия на них ультрафиолетового света от светодиодных источников D. В отличие от традиционных ртутных ламп, УФ-светодиоды предназначены для активации фотоинициаторов в УФ-отверждаемых материалах.

• Этот процесс начинается с фотоинициаторов, молекул, присутствующих в материале, которые поглощают ультрафиолетовый свет. Эти молекулы, подвергаясь воздействию соответствующей длины волны ультрафиолетового излучения, подвергаются расщеплению и инициируют фотополимеризацию, которая представляет собой процесс создания твердых сшитых полимеров из мономеров и олигомеров, образуя долговечные поверхности. На этом этапе создается прочная поверхность, которая может высохнуть практически мгновенно, в течение нескольких секунд.
• Отверждение с помощью ультрафиолетового светодиодного излучения имеет множество преимуществ: он более энергоэффективен и не содержит ртути, имеет более низкую температуру, чем другие методы, и, следовательно, лучше подходит для чувствительных подложек, таких как пластик или тонкие пленки. Это также повышает скорость производства, долговечность производимых деталей и снижает углеродный след процесса.
• От печати в промышленных масштабах и сборки электроники до производства автомобильных компонентов, 3D-печати и даже медицинских устройств — области применения безграничны. Эта технология позволяет достичь скорости и точности, что делает ее идеальной для современного производства.

Механика УФ-светодиодного отверждения

1. Фотополимеризация

Сердце фотополимеризации заставляет работать устройство для отверждения УФ-светодиодов. Светочувствительные фотоинициаторы способны поглощать ультрафиолетовое излучение и производить чрезвычайно реактивные вещества, способные начать полимеризацию. При этом присутствующие жидкие мономеры и олигомеры превращаются в твердые полимеры.

2. Роль фотоинициаторов

Особое внимание в области полимерных фотоинициаторов является движущей силой в УФ-отверждении и требует большого внимания. Чтобы запустить процесс полимеризации, необходимо определить ультрафиолетовое излучение, так как оно захватывает свет и производит либо свободные радикалы, либо катионы. Выбор зависит от области выбора фотоинициатора, используемой длины волны ультрафиолетового излучения и требуемого применения.

3. Перекрестные ссылки

Весь процесс отверждения представляет собой сшивание мономера и олигомера, цепи или звенья с перекрестным перекрытием создают трехмерную структуру, известную как полимерная сетка. Это сшивание придает прочность, долговечность и повышенную устойчивость материалу, который был отвержден

4. УФ-светодиодная технология

В отличие от обычных ртутных ламп, УФ-светодиодные лампы считаются экономичными, поскольку они экономят энергию, имеют увеличенный срок службы и выделяют меньше тепла. Кроме того, УФ-светодиоды, которые необходимы для отверждения, могут излучать свет определенной длины волны, такой как 365 нм, 385 нм, 395 нм, 405 нм и даже 405.

Преимущества УФ-светодиодного отверждения

1. Время отверждения сокращается

Скорость обработки световых волн в процессах отверждения очень высока, что увеличивает скорость и эффективность производства.

2. Энергоэффективность

Благодаря более низкому энергопотреблению УФ-светодиоды обеспечивают значительную экономию энергии.

3. Более низкие температуры

Низкое тепловое излучение позволяет отверждать основания, чувствительные к теплу, не повреждая основание.

4. Более длительный срок службы

Срок службы светодиода намного больше, чем у ультрафиолетовой лампы, что означает более низкие затраты на обслуживание системы.

5. Экологичность

Поскольку ртути нет и не образуется озон, это более экологично для

Поддержание эффективности УФ-светодиодов во время отверждения

Определенные факторы диктуют количество внимания и управления, необходимых для полного использования преимуществ, предлагаемых системами УФ-светодиодного отверждения. Одним из таких факторов является терморегуляция, лежащая в основе УФ-светодиодной системы. Управление температурным режимом является ключом к длительному сроку службы и надежности диодов. Для поддержания уровня производительности производители используют усовершенствованные охлаждающие аппараты для управления тепловым потоком. Не менее важно понимать окно процесса, определяемое материалом и применением. Технологическое окно относится к минимальным и максимальным значениям плотности энергии и пиковой интенсивности излучения, соблюдение которых приведет к неполноте и раздробленным формам. Достижение полного отверждения возможно только благодаря тщательной калибровке многочисленных параметров для обеспечения сбалансированных свойств материала. 

Переход к отверждению с помощью УФ-светодиодов

Мотивацией для постоянно увеличивающегося разрыва между лазерными и традиционными системами отверждения является список предоставляемых преимуществ в отношении производительности, эффективности и окружающей среды.

УФ-светодиоды меняют правила игры, когда речь идет о системах управляемого освещения. Светодиодные системы обладают многочисленными характеристиками по сравнению с другими технологиями отверждения, в том числе:

сокращение времени, затрачиваемого на отверждение материалов:

Это одно из наиболее привлекательных преимуществ, поскольку оно требует технологически усовершенствованных методов производства. По сравнению с системами без светодиодного отверждения, системы со светодиодным отверждением обрабатывают компоненты за миллисекунды, что приводит к повышению производительности.

Более низкие температуры:

 Отверждение с использованием УФ-светодиодов является гораздо менее термически емким, поскольку при этом выделяется минимальное инфракрасное (ИК) тепло. Это прорыв для термочувствительных материалов, таких как тонкие пленки, некоторые пластмассы и некоторая электроника, поскольку они могут деформироваться или разрушаться из-за экстремального тепла, выделяемого обычными ультрафиолетовыми лампами.

Увеличенный срок службы (УФ-светодиоды):

 По сравнению с ртутными дуговыми лампами со сроком службы в несколько тысяч часов, УФ-светодиодные лампы имеют десятки тысяч часов. Это увеличивает время простоя при техническом обслуживании, снижает затраты на замену ламп и снижает частоту необходимых повторных калибровок.

Заключение

Как работает УФ-светодиодное отверждение? УФ-светодиодное отверждение — это быстрое, чистое и энергоэффективное решение для отраслей, требующих высокопроизводительного склеивания, печати или нанесения покрытий. Его холодное отверждение, возможность мгновенного включения и длительный срок службы делают его идеальным для чувствительных компонентов в электронике, медицинских устройствах, оптике и т. д. По мере развития технологий УФ-светодиодное отверждение продолжает заменять старые методы, привнося инновации, экологичность и повышенную производительность в современные производственные процессы.