Tecnologia Inovadora

Visão geral

Desde 2002, a Phoseon Technology tem sido pioneira no uso de LEDs para aplicações de cura UV com um foco 100% na tecnologia de cura UV LED. A tecnologia Semiconductor Light Matrix (SLM)™ patenteada pela Phoseon encapsula LEDs, Arrays, Óptica e Refrigeração para maximizar o desempenho da cura UV LED. Cada um destes quatro componentes é estritamente projetado em um sistema que fornece energia UV máxima e desempenho superior, ao mesmo tempo em que aumenta a robustez a longo prazo para aplicações exigentes.

Noções básicas de LED UV: Uma breve introdução aos sistemas de LED UV

Diodo Emissor de Luz (LED)

Diodos Emissores de Luz (LEDs)

Os diodos emissores de luz (LEDs) são dispositivos de estado sólido que produzem luz quando uma corrente elétrica flui do lado positivo (ânodo) do circuito para o lado negativo (cátodo). O Phoseon constrói motores de luz completos a partir de diodos individuais versus a utilização de LEDs pré-embalados. Isto permite que o Phoseon combine as características individuais dos LEDs com outros componentes para maximizar a energia UV total.

Como base de construção, esta é a primeira escolha que um fornecedor de lâmpadas UV LED tem que fazer. É uma escolha crítica que impacta o restante da arquitetura e do projeto do sistema. Simplificando, um LED é um dispositivo de estado sólido que produz luz quando uma corrente elétrica pode fluir do lado positivo (ânodo) do circuito para o lado negativo (cátodo).

Nem todos os LEDs são construídos da mesma maneira, nem apresentam as mesmas características. Os fornecedores de lâmpadas LED UV têm escolhas críticas a fazer quanto à qualidade, tipo, material e forma dos LEDs para seus sistemas. As principais características LED consideradas por cada fornecedor de lâmpada LED UV incluem o comprimento de onda e a saída UV.

Comprimento de onda: O comprimento de onda emitido por um LED é controlado usando quantidades diferentes de dopantes como alumínio, gálio ou derivados de índio durante a fabricação do LED. A regra geral do polegar é que quanto menor o comprimento de onda, menor a saída de pico UV disponível a partir do molde.

O fornecedor de LED UV deve pesar as compensações entre o comprimento de onda e a energia total associada com a taxa de cura. A química tem um papel significativo nesta discussão. Algumas aplicações, devido a sua química específica, exigem um determinado comprimento de onda. Entretanto, para muitas aplicações, uma pequena mudança no pico do comprimento de onda não terá impacto, pois a absorção do UV pelo fotoiniciador que inicia a reação tem uma ampla faixa de absorção.

A saída de um único LED UV é medida em miliwatts (mW) a uma tensão e corrente nominal de entrada. A saída de LED UV tem mostrado uma melhoria considerável nos últimos anos, onde as especificações para LEDs de vários fornecedores melhoraram significativamente. Esta melhoria mostra que os fornecedores de LEDs têm e continuarão a melhorar a saída de LEDs UV, o que só fornece uma base melhor para as lâmpadas UV de cura LED que as utilizam.

Conjunto de LEDs

Arrays

Arrays são um agrupamento ou agrupamento de LEDs individuais. O número, tipo e tamanho dos LEDs; a forma da matriz; e o método de conexão elétrica dos LEDs, todos impactam a matriz. A arquitetura da matriz do Phoseon é direcionada tanto para o produto, seja resfriado a ar ou água, quanto para a aplicação alvo para garantir o ótimo desempenho e confiabilidade para o fabricante do sistema.

As matrizes são a segunda área onde os fornecedores podem começar a diferenciar suas ofertas de produtos. Como os LEDs são combinados, o número e tipo de LEDs escolhidos, a forma da matriz, o método de conexão elétrica dos LEDs e até mesmo o tamanho dos LEDs têm um impacto significativo no desempenho do sistema. Se construído corretamente, ele pode ser uma matriz de LEDs UV de alta potência.

A maioria das aplicações requer sistemas de cura UV LED que consistem em mais de um LED ou matriz de LEDs a fim de alcançar não apenas o rendimento desejado, mas para atender às demandas de aplicações de cura onde a mídia pode ter 1-2m de largura. Portanto, uma questão-chave é se a matriz de LEDs pode ser uniformemente dimensionada. As lâmpadas de cura UV LED podem ter uma matriz contínua escalável que proporciona melhor uniformidade ou uma matriz discreta que pode ser escalonada, mas não proporciona a mesma uniformidade de saída.

Alguns fabricantes de LEDs só vendem seus LEDs pré-embalados em matrizes ou conjuntos que eles sentem maximizar a saída UV. Os fornecedores de sistemas de lâmpadas UV LED que compram conjuntos pré-embalados normalmente fazem uma troca entre lâmpadas mais rápidas e menos diferenciadas do que um tempo de colocação no mercado ligeiramente maior e a maximização da potência UV. Esta é uma área onde os fornecedores de lâmpadas UV LED podem se diferenciar com base na arquitetura e na capacidade de engenharia dos fornecedores, onde dois fornecedores podem levar o mesmo lote de LEDs e alcançar um desempenho muito diferente no produto final.

OpticsLight

Óptica

Depois de escolher diodos individuais e implementar matrizes específicas de aplicação, a Phoseon então aplica tecnologias óticas para direcionar energia para o substrato ou material a ser curado. Este uso da ótica tem três benefícios: 1) maximiza a quantidade de energia UV aplicada ao material e 2) reduz o calor gerado pela matriz, e 3) proporciona energia focada na aplicação específica.

A óptica UV LED é um dos diferenciadores mais importantes nas lâmpadas. A ciência de melhorar opticamente os LEDs para maximizar sua saída UV é a chave para a capacidade final da lâmpada. Com base na aplicação final, o engenheiro óptico tem que decidir qual forma, forma e material utiliza melhor as características únicas dos LEDs. Em seguida, eles têm que equilibrar o fato de que os LEDs são do tipo "inundação" de luz, ao contrário de uma lâmpada de mercúrio focalizada, onde a luz é capturada por um refletor e direcionada para um ponto específico, comprimento focal.

O engenheiro óptico é desafiado a usar métodos para garantir a máxima quantidade de luz "escapa" com a irradiação desejada através da janela/vidro em direção ao material. Os fornecedores de lâmpadas LED têm usado vários métodos confidenciais para maximizar a luz UV LED.

Embora um usuário final ou OEM não deva necessariamente se preocupar com a forma como a óptica é fornecida na lâmpada UV LED, eles devem entender se o fornecedor tem a capacidade de melhorar seu projeto para suas necessidades específicas de aplicação.

resfriamento térmico de LEDs

Refrigeração

Os LEDs UV durarão mais de 20.000 horas se mantiverem temperaturas de operação adequadas. Como os LEDs emitem mais energia, eles também geram mais calor, que precisa ser gerenciado. Phoseon utiliza técnicas patenteadas de gerenciamento térmico que removem o excesso de calor do sistema enquanto proporcionam uma temperatura operacional consistente para que os diodos funcionem com o máximo desempenho ao longo de sua vida operacional.

A refrigeração LED é muito importante para as fontes de luz UV. Como qualquer leitor sabe após usar um notebook em seu colo por um longo período de tempo, o subproduto dos dispositivos de estado sólido é o calor. Os LEDs UV transferem cerca de 15-25% da energia elétrica recebida para a luz. O 75-85% restante é transferido como calor; assim, a necessidade de resfriar as matrizes de LEDs.

Atualmente, as matrizes de LED UV são resfriadas com ar ou líquido. É importante notar que como os LEDs emitem maior potência de saída, quanto mais calor é gerado. Assim, na corrida para construir produtos cada vez mais irradiantes, a capacidade dos fornecedores de controlar e remover o calor tornou-se mais crucial para a construção de sistemas confiáveis. Como a qualidade dos LEDs melhora e a irradiação aumenta, o mesmo acontece com a necessidade de remover o calor. Os OEMs e os usuários finais não querem gastar mais com o resfriamento LED das fontes de luz.