收到投诉从来不是件有趣的事。你们的化学家努力工作,开发出正确的涂料或粘合剂配方,当它不能正确固化、脱落或从产品中分离时,无论是在生产过程中还是在生产过程结束后,首当其冲的责任和声誉受损的是你们公司。

虽然质量检验员会在工艺的开始、中间和结束期间定期检查样品,生产操作人员也会进行辐射计测试,但最终产品必须是均匀的,固化也必须是一致的,或者在一开始看起来是正确的,但在最后看起来会很不一样。如果你幸运地发现了一个问题,你只需要向你的客户解释少量的浪费,但如果产品交付和质量没有达到客户的期望,你就有让他们去其他地方的风险。

客户忠诚度今不如昔,获取新客户的成本是留住老客户的5-25倍。1

那么,您如何确保您的客户满意,并提供统一和一致的运行呢?在回到旧的画板之前,先看看你的紫外光固化设备.四个主要重点领域影响和帮助UV系统正常运行:

  • 灯的冷却和气流
  • 反射器性能
  • 预防性维护
  • 适当的光屏蔽

在灯和微波驱动的UV系统中密切关注这些可以解决UV固化过程中持续存在的问题,或帮助防止问题,并确保您的系统运行在峰值性能水平。

冷却和气流

紫外线灯工作在非常高的温度(约800°C或1500°F灯泡表面温度),以保持一致,充分发展的汞等离子体状态在紫外线灯泡内部。更先进的UV灯系统需要一个冷却系统,不仅要保持灯在该范围内的稳定性,还要保护灯运行的金属结构的完整性。

冷却紫外线灯最常见的方法是让空气通过它的外壳,穿过紫外线灯泡和反射器。当涉及到适当的空气冷却时,灯有一个“冷却窗口”,这是至关重要的,灯没有过度或过冷。流过紫外线灯泡的空气量将取决于你操作紫外线灯的功率水平。

大多数现代紫外线灯系统是由可变功率镇流器提供从20%到100%的功率范围的灯。如此宽的功率调节范围允许灯从130瓦/英寸到650瓦/英寸的变化。

对于一些UV系统,功率设置是通过前面板控制进行调整,但对于其他更复杂的UV系统,灯的功率是通过客户提供的0-10 VDC或4-20毫安信号,作为线路速度的函数自动调整。当灯的功率增加时,它需要更多的冷却空气输送到紫外线灯泡上,以防止紫外线灯泡过热。相反,当灯的功率降低时,冷却空气必须减少,以确保灯不会过冷。

冷却系统必须自动调整,以匹配灯的功率和热负荷,以保持灯的稳定性,并确保它在适当的温度范围内运行。灯在“过热”的情况下工作,会缩短灯的寿命,并可能导致灯膨胀或翘曲,对紫外线的输出和均匀性产生不利影响。

在“过冷”条件下工作的灯将遭受寿命缩短和低紫外线输出的影响。当一盏灯过冷时,它不能产生正确的电压,电流(安培)保持高,随着时间的推移对电极造成不利的磨损。在大多数情况下,当灯过冷时,水银等离子体将变得不稳定,灯将无意中熄灭。只有当灯始终在正确的冷却参数内工作时,才能实现紫外线灯泡的最大寿命,以及从紫外线灯泡获得一致的紫外线输出。

反射器性能

任何UV系统的另一个关键部分,必须维护,以确保一个健康的UV固化系统是反射器的条件和性能,通常是半椭圆形或抛物线几何形状,包裹在灯泡的上半部分,并延伸整个UV灯泡的长度。

灯反射器是UV灯系统的重要组成部分,因为它们通常负责将UV灯泡发出的约65%的紫外线能量反射到客户的产品上。反射器的弯曲形状通常是为了将光线集中(或聚焦)到非常小的区域,在客户的产品上创建极高的UV峰值辐照度,这是UV固化的关键之一。当反射镜没有被适当冷却时,它们会由于热膨胀而翘曲和起皱(图1)。

一个过热的反射器导致紫外线光模式分散或扩散,这可能会对固化过程产生负面影响。
图1:一个过热的反射器导致紫外线光模式分散或扩散,这可能会对固化过程产生负面影响。

失去弯曲形状的反射器将导致从反射器反射到客户产品的光线模式变得分散或扩散,对其固化能力产生负面影响(图2)

在大多数紫外线固化系统中使用的常规光线模式。
图2:在大多数紫外线固化系统中使用的常规光线模式。

至关重要的是,在灯操作期间,反射器的弯曲形状不改变,以保持这些紫外线光线模式。此外,当反射镜在使用一段时间后变得肮脏、污染或变钝时,反射率%将显著降低,从而降低提供给客户产品的紫外线能量和强度。

不良的反射条件将导致客户生产未固化的产品。反射镜被认为是所有UV系统的消耗品,被认为是需要注意和维护(或定期清洗)的组件,以帮助确保UV灯系统良好、一致的UV输出。

一些UV系统使用可更换的反射器衬垫,通常是一种带保护涂层的薄抛光铝材料(看起来很像传统的镜面饰面),通常预先弯曲和切割,以适应灯壳内的反射器支架。

更复杂的紫外线灯使用“冷镜”反光镜,这也是一种薄的、预先弯曲和切割的铝或玻璃反光镜,被固定在灯壳内的某种类型的支架中。冷镜反射镜在反射镜基板的反射面涂上了特殊的涂层,旨在有效地反射紫外线,但吸收紫外线球发出的红外能量(热)。冷反射镜将减少客户产品在紫外线灯下传播时的热负荷,从而减少对基材的可能热损伤或金属、木材和塑料基材的膨胀和收缩。

无论反射器的类型,重要的是,保持反射器条件保持清洁和有光泽的外观。如果反射镜开始看起来暗淡或脏,这是一个迹象,它需要清洗或更换。反光镜可以用不沾毛的布和异丙醇清洁,也可以用不留下膜的表面清洁剂清洁。不建议使用含有氨的清洁剂。

如果在清洗后,反射镜仍然看起来暗淡或脏,那么它应该更换。在几乎所有情况下,一个肮脏或迟钝的反射器将比一个旧的和性能差的紫外线灯泡对紫外线输出减少的影响更大。测量你的紫外线输出也有助于诊断一个表现不佳的反射器。

预防性维护

大多数紫外线灯在工业环境中工作,这通常不是理想的条件。重要的是尽量保持灯的清洁,以帮助确保一致的紫外线输出和延长其使用寿命。被忽视的灯会老化,过早失效,并遭受低紫外线输出。

保持紫外线灯泡清洁最简单的方法是用指定的紫外线玻璃灯泡清洁剂和无绒布清洁它们。频率将根据它们运行的环境而变化。长时间使用的脏的和受污染的紫外线灯泡更容易过热,然后膨胀或翘曲。

如果UV灯泡膨胀或翘起,会对灯的UV峰值辐照度输出和UV灯系统的固化性能产生负面影响(图3)。一旦UV灯泡出现膨胀或翘起,这是一个迹象,表明需要更换UV灯泡。如果使用空气过滤器来帮助保持灯冷却空气的清洁(这在微波驱动的紫外线灯系统中很常见),那么很重要的是定期更换这些过滤器,以帮助确保进入灯外壳并流经紫外线灯泡(和反射器)的灯冷却空气是清洁的。

膨胀的灯。
图3:膨胀的灯。

保持清洁的空气过滤器也将有助于确保输送到灯的风量保持在所需的规格内。操作有脏的和/或堵塞的空气过滤器的紫外线灯系统,几乎总是会导致紫外线灯泡过热,大大降低紫外线灯泡的寿命,这就需要更频繁地更换紫外线灯泡。

任何UV系统的核心都是驱动UV灯的昂贵电源。无论使用的是传统的铁芯和铜芯镇流器还是固态动力装置,输送到镇流器的过滤冷却气流的适当量对镇流器的健康和预期寿命以及镇流器外壳内的其他电子组件都至关重要。在肮脏或过热的环境中运行的电源会恶化或过早失效,导致紫外线输出低或生产损失。

确保你保持一个清洁的空气过滤器和适当数量的气流镇流器将确保你的镇流器适当冷却和保持清洁。根据环境的不同,需要经常更换空气过滤器。如果镇流器和其他内部电源组件(如电容)被污垢或灰尘所覆盖(如图4所示),强烈建议做两件事:1.安装电源。检查空气滤清器,如有需要更换;2.用干净、干燥的压缩空气吹出镇流器和所有其他内部部件,然后用真空吸出沉降的灰尘。

内部电源组件有灰尘。
图4:内部电源组件有灰尘。

光屏蔽

维持一个健康的紫外线固化系统的最后一个要素是光屏蔽。光屏蔽的主要目的是保护人员免受紫外线的直接照射。在UV灯外壳内部和周围有足够的光屏蔽将保护灯模块组件和安装它的生产机器。操作人员看到的光线越多,暴露的危险就越大。

适当设计的防光罩可以防止紫外线灯附近的任何机器硬件达到不安全的温度或直接暴露在紫外线下而恶化。遮光罩的次要功能是支持UV灯外壳,以一种有效地固化客户的产品的方式。如果为了对生产设备进行维护而从机器上拆卸光屏蔽,那么将光屏蔽安装在机器上相同的位置和位置是至关重要的,以确保相对于正在固化的客户产品,灯的位置和方向是正确的。

遮光罩的第三个功能是有助于适当的空气冷却。一些遮光罩可能有进气口或空气百叶,允许空气进入遮光罩,用于灯冷却,基片冷却和/或遮光罩冷却。如果进气口被灰尘或污垢堵塞,这可能导致UV灯、遮光罩和客户的基板温度升高。结果可能是灯泡性能差,灯泡寿命短或客户的基板过热。

例行预防性维护计划的一部分应该是定期用刷子和真空吸尘器清理遮光罩上的进气口(或百叶),或者用干燥的压缩空气吹灭它们。

结论

正如您所看到的,通过保持您的UV固化系统的所有组件的清洁,凉爽和维护,您可以期待统一和一致的固化,更少的问题,减少废料和客户满意。

如需更多信息,点击这里

参考文献

1https://hbr.org/2014/10/the-value-of-keeping-the-right-customers