Phoseon SLM紫外线源连接到机器人手臂提供灵活的汽车表面固化。
汽车应用程序所用的涂料已经期待已久,但发展缓慢。虽然许多指向发展中阶级的挑战,高性能、抗寒耐热的配方,汽车涂料领域中的关键参与者意识到设备的发展将需要发挥至关重要的作用在汽车制造商采用UV固化。
根据福特汽车(f.n:行情)的马克•尼科尔斯。,“传统治疗方法使用高功率的紫外线辐射来源提供快速固化给汽车行业带来的担忧....低成本,制造友好,缓慢固化系统……必须开发如果UV固化清楚外套被大规模使用在汽车行业。”
基于发光二极管(LED)技术的固态紫外线来源给汽车制造商提供了一个新的工具来克服传统的一些问题和局限性更高的电源。
回顾过去,展望未来
直到最近,几乎所有工业应用UV固化使用相同类型的紫外线源——中压汞灯。这种技术使用高压电极(所谓的“弧”灯)或微波激发少量的汞(有时与其它添加剂)封装在一个石英管。能源应用于汞,汞发出紫外线的一个经典的汞光谱。在过去的几十年里,化学家已经开发出对光敏感材料(photo-initiators)与从这些汞发出的紫外线灯反应驱动的UV固化涂料和粘合188金宝搏bet官网剂。但是,正如您可能已经注意到逐渐替代传统灯泡的手电筒、交通与发光二极管灯和尾灯,另一个新的固态照明技术在过去的五年里发展迅速。这种技术使用半导体器件产生紫外线能量,它承诺将彻底改变工业领域的UV固化。
高性能的半导体阵列光源目前商业化生产所用的产品用于图形艺术、工业和汽车应用。这些新的半导体光矩阵(SLMs)有许多吸引人的特征,包括纯光谱输出,输出稳定性随着时间的推移,形式灵活,表面均匀性,减少热量的产生和灰尘污染和环境效益。
典型汞弧灯的紫外光谱。
纯光谱输出
SLMs之间最显著的区别和水星灯的窄光谱输出范围特征产生的光固态源。中压汞灯产生广泛的输出,从很短的波长向长波紫外线(< 200海里)红外热谱。图1显示了这些灯的发射范围广泛,紫外线辐射是只有一小部分的总输出结合可见光和热产生的汞灯。
相比之下,SLMs非常窄带宽设备高度单色输出。图2显示了实际的商业固态紫外发射光谱源测量在不同目标距离使用光谱辐射计。一半的输出测量纳米片。
输出是一个躺在一个非常狭窄的峰值(< 15 nm宽肩膀半功率)波长乐队。大多数工业固态源运行在390 - 400海里地区因为可用的技术和成本/力量权衡搬到更短的波长的设备。此外,390 - 400 nm波长提供了一些优势,尤其安全高于许多流行的添加剂的干扰。
SLM技术的潜力,化学家可以创建一个非常有效的系统的光和化学剂和来源,和小能量浪费在产生波长不用于治疗。
随着时间的推移输出稳定
固态紫外线发射器与其他常见的半导体设备共享一个基本特征——他们似乎永远持续下去。量化紫外线来源的一生是一个移动的目标。传统灯具通常指定为从1000年到8000年生产小时)(取决于多种因素。但通常灯的能量随着时间减少了,而灯仍在运营,它是生产不如在启动紫外线输出。这种退化是开/关的循环次数的影响,权力,掺杂,镇流器设计,等等。
固态紫外设备不受这些变量的影响。紫外线SLMs的一生似乎受到源打开和关闭的影响。影响固态源的生命周期的主要因素——适当的冷却半导体结不是阐释,而是由SLM紫外线系统本身的设计。
图3显示了实际测量输出数据固态紫外线源运行了14000小时没有任何明显的退化的迹象。
固态紫外发射光谱的来源。礼貌和福特汽车(f.n:行情)。
形成的因素
如前所述,紫外线SLMs构造大量近微观排放安排在一个矩阵数组。这些矩阵不是固有的形状或大小有限;理论上,任何形状或大小数组可以构造。several-meter-long光栏,甜甜圈形状的来源或来源只有毫米都同样可以实现的。限制是生产成本的自定义形状与使用标准相比,模块化的数组。个人数组可以放置在任何方向,将产生一个统一的输出。的灵活性和可伸缩性的SLM技术允许将数组构造几乎任何物理养护任务没有浪费和低效率。
SLMs可以获得各种各样的大小和形状来治疗2 - 3三维零件。使用模块化的数组,大型的表面也可以被多个源辐照“无缝”。SLMs可能真的撞到了互相影响几乎没有优势。
表面均匀性
相关特征的组合形式和输出一致性是光的通用二维均匀性由大固态数组。这种高度的一致性,这是符合半导体光源用于电脑显示器和电视屏幕,让SLMs便于应用程序中,可能需要统一的紫外线来保持光泽的控制,或者在完成边缘覆盖率是必需的。在汽车的世界,这意味着高度一致的颜色和光泽表面涂层表面的控制。
输出功率与时间固态紫外线来源。
减少热量的产生和灰尘污染
水星的插图的输出谱紫外线光源(图1)显示,大量的热量是由传统的紫外线灯。等离子体在水银灯极热(6000ºC),和一个石英灯的温度达到高达900ºC。这些灯制造商已经开发出一系列的创新技术来减少热量的影响,如冷却空气的使用。然而,冷却空气可以创建问题激起灰尘污染,汽车制造商的重要的问题。“酷”反射镜使用双色材料和其他石英板块意味着提出了减轻热量积聚。188金宝搏bet官网固态紫外线源排放的一小部分传统灯的热量(见图4),这主要是生成的热表面单个半导体器件本身的安装点,可以进行“背面”的SLM模块使用导热基板。不需要冷却空气发射器阵列表面,使SLM设备的理想选择时重要的是要保持监管环境,避免污染或其他处理的原因。
环境、健康和安全效益
传统的来源包括排放的宽光谱从短波紫外线,使臭氧产生,导致热红外和对流热波长的担忧。狭窄的输出SLMs在相对安全的390海里(可见的)光区域消除担忧与这些其他波长相关。没有SLMs和产生的臭氧,如上所述,没有热量辐射从源的脸。
此外,虽然汞的使用量在灯具本身很小与其他设备相比,水星灯可能的受害者的全面的环境改革影响汞设备在全球范围内。担心汞的长期健康影响主要监管机构严重限制制造、运输、处理和使用任何汞——包含设备,无论多么小的风险。转换成SLMs可以保护公司免受未来的计划减少汞的使用。
热产生随着时间的推移,比较典型的汞灯和SLM数组的等效强度。
新兴应用程序
因为SLM技术提供了一种高效的基础,安全的和潜在的更便宜的治疗手段,早期采用SLM-based设备正在进行。一些汽车涂料和密封剂,包括UV固化涂料和胶粘剂材料——已经被治愈了SLM来源,效果很好。188金宝搏bet官网SLMs可以受益汽车车身养护由于缺乏热量和气流通常与紫外线来源有关。这种设计允许灯被放置在靠近表面没有担忧热损伤或灰尘污染。
机器人附加SLM紫外线来源(p。23所示)可以用于治疗以来复杂的人体器官来源是安全的和轻量级。数组可以被放置在一英寸的分数上表面,优化源的发光峰值治疗更快速,也更有效。
作为化学家继续与新材料、采用SLMs到汽车养护过程中应显著增加。188金宝搏bet官网这样的应用程序将打开新的市场和释放紫外线固化的潜力。
有关更多信息,联系Phoseon技术(503)439 - 6446或info@phoseon.com,或者访问www.phoseon.com。
本文的信息在再版,吉尔DeVries在联系 devriesj@bnpmedia.com 。
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