立陶宛最古老的家具公司SC Freda成立于1880年,已开始在其新的高速家具涂料线上生产。该公司专门从事芯片板,MDF和蜂窝轻量级施工面板制造平板家具。表面范围从带有透明紫外清漆的装饰纸表面到高度着色的紫外线涂料系统。该公司是宜家的主要供应商,制造了多个产品系列。

为了提高其制造能力的措施,SC Freda通过新的生产设施扩展,具有紫外线固化的高速生产线。这条新产品线必须符合宜家高的质量和过程控制标准。此外,可持续性和能源效率是重要的主题,以确保战略性,长期投资,并保持在可持续制造的最前沿。

EFSEN UV&EB Technology成立于1986年,专注于辐射固化技术,在测量和集成各种应用和行业的UV-Curing设备方面具有丰富的经验。由于丹麦及其邻国的家具生产的强大遗产,因此埃夫森自然要建立独特的理解来优化木材和家具行业的固化解决方案。

埃夫森(Efsen)和弗雷达(Freda)多年来一直致力于优化紫外线,并且关于两家公司在2017年之间开始的超高效且聪明的紫外线线的讨论。弗雷达(Freda最大化生产能力是其中的一些。他们打算实施现代,有效和环保的生产过程是项目开始的关键指令。

对于埃夫森来说,很明显,提供高效且防止未来的生产线的唯一合理方法是使用紫外线固化。尽管木材行业中的紫外线固化已经不再是独特的,但目前由UV领导的固化生产线仅使用技术所能提供的功能的一部分。埃夫森(Efsen)想进一步迈出一步,而不是限制使用紫外线领导的位置,这是大多数行中使用紫外线的方式。目的是将整个过程更改为除最终面漆固化以外的所有位置上的紫外线固化。最终层的传统汞灯的价格/性能尚不匹配,这是由于制定了符合面漆的高电阻和颜色准确性要求的价格竞争性紫外线固化面漆的挑战。

仅使用LED固定砂粒密封剂是一个行业,这项具有挑战性的任务超出了设备供应商可以单独完成的任务。随着当今LED的高功率输出,该技术的主要限制因素以及主要的成本驱动力是涂层本身。因此,Akzonobel是该项目的指定涂料供应商,这是一个好处。这家领先的木材涂料制造商被称为具有广泛研发能力的创新公司。从首次讨论开始,Akzonobel同意合作,以尽可能多的紫外线为主导的紫外线策划过程,而不会对涂料价格或物业产生负面影响。埃夫森(Efsen)与阿克索诺贝尔(Akzonobel)紧密合作,不仅共享技术专长,而且还利用了伊夫森化学家戴维·伊瓦尔森(David Ivarsson)的化学专业知识,这是EFSEN化学家,高度专注于紫外线领导的配方。在与Akzonobel直接接触时,可以开发新的固化过程,以除生产线结束时汞灯以外,取代了所有常规的紫外线系统。使这一现实的关键决定是选择365 nm的LED来打磨位置。

从传统到LED

从正常的涂层过程中,从用两层透明的外套密封表面开始,然后再打磨表面,然后用多层底漆构建颜色,最终用面漆完成挑战是在每个位置中找到一个只有一个LED单元的工艺解决方案,以取代每个电台上的多个常规紫外灯。

SC弗雷达(SC Freda)的起点的常规线设置如下,为目标速度50 m/min(图1):

常规行设置。
图1常规行设置。

步骤1:打磨底漆,用1倍胶凝
120 W/cm HG灯

第2步:打磨底漆,用2倍固化
120 W/cm HG灯

步骤3:底层1层,用2倍胶凝
120 W/cm GA灯

第4步:底层2层,用2倍胶凝
120 W/cm GA灯

步骤5:底层3层,用2倍固化
120 W/cm GA灯

步骤6:面漆,用3x 120 W/cm的GA灯和3x 120 W/cm HG灯固化

新线路上考虑的最大困难是砂站前面的表面固化。至关重要的是,涂层能够很好地固化不堵塞打磨。此外,白色和深灰色底座外套都将运行,其中包括二氧化钛颜料,可吸收大量高达400 nm的紫外线辐射。

埃夫森(Efsen)通过定义每个站点上的最佳LED波长,与Akzonobel一起解决了这些挑战,从而确保了与最佳固化化学性质的完美匹配。最终设置还使用可调高的LED来调整面漆的光泽水平(图2)。LED固化工艺的低温与EFSENS专有ICAD结合使用紫外线均匀性®技术,该过程以非常高的光泽稳定性运行。此外,低运行温度可防止边缘带胶熔化的问题,否则这可能是一个问题。

LED线设置。
图2LED线设置。

能源效率是任何现代装置的主要要求。图3显示,可以通过选择紫外线领导的系统而不是常规的基于汞的系统来实现55%的节能。此外,紫外线领导的系统所需的长寿命和减少的维护有助于最大化生产线的正常运行时间。The standby power consumption of conventional UV lamps (which has not been taken into account in the calculations in the figure) is eliminated when choosing UV-LED, increasing the actual efficiency further.

紫外线之前和之后的能源消耗。
图3紫外线之前和之后的能源消耗。

除LED系统外,EFSEN的常规紫外线系统The Woodcure还提供了一些不错的好处。由于引导冷却和高温控制,结合了最新的反射器和电源,该系统证明是极高的强度和最大化的寿命。该系统利用反射器盒,可以进行非常方便的清洁和灯泡更换。它只有25%的待机功率水平,它具有一些市场最低的备用功耗(图4)。

Efsen木森系统。
图4Efsen木森系统。

长期过程稳定性

但是,即使在确保化学和光源在协同作用下起作用并满足应用程序的要求,LED固化也为确保长期的过程稳定性带来了一个独特的障碍。紫外线与常规紫外线系统不同,由数千个单独的光源组成,每个光源都略有不同。在几个定义的位置上测量光源,因为在常规的灯光源处完成,不会给出所需的过程安全性。在LED的寿命中,将发生偏差,例如缺陷段,镜头上的损坏的光学元件或污垢,这会对输出产生负面影响,因此可以治愈。如果这将在远离测量点的位置中发生,则不会在正常测量中识别。

但是,缺陷段,损坏或污垢并不是为什么在线过程控制对紫外线领导的系统带来巨大好处的唯一原因。即使紫外线持续时间比基于汞的紫外线灯更长,它们仍然年龄。这意味着他们在一生中失去了权力。这种衰老非常敏感,需要在紫外线领导的系统中保持冷却的完美平衡。从芯片到芯片,衰老也可能有所不同,这导致紫外线系统内的偏差在一生中变得更大。此外,与其余模块相比,任何替换LED模块都将具有更高的功率输出。

EFSEN通过专有ICAD内联过程控制解决了此过程稳定性问题,这是所有EFSENS UV-LED产品的组成部分。ICAD是一个内联控制,可连续测量整个线宽度跨灯的紫外线输出(图5)。它识别出发射的紫外线的偏差,并自动调整单个紫外线阵列,以在紫外线系统的整个宽度上产生同质的紫外线分布。使用该技术可以轻松地达到<5%的偏差,该技术能够在生产过程中测量内联,这已通过无数小时的生产测试证实。

ICAD内联过程控制。
图5ICAD内联过程控制。

通过利用ICAD技术,SC Freda能够连续控制实际生产过程中要应用的UV输出(图6)。可以提取ICAD生成的所有这些信息,以提供紫外线输出的完整历史记录,可用于生产批量的质量文档。如果需要,可以单独为每件产品制作文档,请显示用于每个产品的实际紫外线能量。

左:在功率水平调整之前的ICAD测量;右:功率水平调整后的ICAD测量。
图6左:在功率水平调整之前的ICAD测量;右:功率水平调整后的ICAD测量。

SC Freda决定选择EFSEN的W-LED系统,其中包括ICAD。W-LED是一个“全部”单元,电源,PLC控制和冷却空气供应都包含在易于维护的房屋中。由于不需要外部电柜,因此可以节省生产线周围的空间。W-LED是用用户牢记的。它易于安装和使用,仅需要电源和PLC连接。集成的冷却空气吹风机向前过滤冷却空气到LED模块,注意LED模块不会变得肮脏以确保LED模块的最佳冷却,从而进一步增加了寿命。在木材加工厂内的正常情况下,这种过滤的冷却非常重要。可以在没有工具的情况下完成W-LED的空气过滤器,以便使用标准过滤器盒进行快速简便的过滤器更换。

W-LED带有可选的电高度调节,在产品到达时激活W-LED的传感器,安全传感器以停用输送机,以防万一弯曲的零件被卡住,并且旨在适合输送到输送的定制灯罩系统。

结论

在Efsen和Akzonobel的帮助下,家具制造商SC Freda能够将其大部分涂料线转换为紫外线领导的系统,并保持稳定,强大的生产方法,以确保满足目标需求的高质量最终产品。W-LED具有集成的UV-LED模块,ICAD测量系统提供了一种新颖的解决方案,在市场上是独一无二的,一直提供完整的紫外线控制。

有关更多信息,请访问www.efsen.dk。