UV LED在汽車和交通運輸應用中日益增長的可行性

波長,英文

抽象

本文將解釋基本原理 紫外線(UV)固化,包括峰值輻照度(Watts /cm²),能量密度(焦耳/cm²), 光譜波長 (nm)和總功率(Watts),以及電極,微波和UV LED固化系統之間的根本區別。它將進一步強調使用UV LED技術的好處,這一趨勢將推動其被越來越多的生產技術採用,更重要的是,其在汽車和交通運輸應用中的生存能力也在不斷提高。

介紹

未來幾年,汽車和運輸行業面臨著若干設計,工程和製造挑戰。其中許多涉及為企業平均燃油經濟性(CAFE)標準做準備,要求製造商到2025年要達到每加侖54.5英里的生產加權標準。其他一些則需要更好的全球管理,推動裝配和製造過程中廢物和能源消耗的進一步減少。供應商工廠。最後,不斷變化的工人人口統計和高科技技能短缺可能意味著整個全球生產設施的自動化和過程控制更高。對於這些挑戰中的每一個,可能將需要開發許多新的製造工藝。

“為了向汽車和運輸業介紹UV LED固化的優點,本文將從設備角度解釋固化的基本知識。”

JOSEPH HEATHCOTE,PHOSEON Technology區域銷售經理

儘管數十年來通過使用微波和弧光燈進行傳統的UV固化已在汽車和運輸生產過程中使用,但UV LED固化相對較新,並且牽引力不高。但是,在其他市場中,UV LED技術已成為主流,因為重大的設備和配方方面的進步使該技術能夠迅速滲透到越來越多的應用中。這主要是由於UV LED技術具有許多性能,操作和環境效益,並被認為是使該技術可用於固化多種熱敏材料上的油墨,膠粘劑和塗料,同時提供整體工藝和工藝的促成技術。質量控制。因此,隨著汽車和運輸公司在未來十年內努力應對各種製造挑戰,應該探索和評估UV LED固化的轉變性質。

為了向汽車和運輸業介紹UV LED固化的優點,本文將從設備角度解釋固化的基本知識。

紫外線固化的工業來源

長期以來,紫外線能量的工業來源包括中壓汞弧燈和微波供電的燈,以及最近的發光二極管(LED)。所有這三種技術都用於在廣泛的製造過程中交聯油墨,塗料和粘合劑。電弧和微波固化技術都依賴於在包含惰性氣體混合物的密封石英管內汞的蒸發。

汞的物理性質使得它在蒸發時會發出紫外線。無極燈使用微波來蒸發汞,而無極燈利用在兩個電極之間撞擊的高壓電弧來達到相同的效果。當汞被蒸發成極高溫的等離子氣體時,它會在UVA,UVB,UVC和UVV波段發射光譜輸出,可通過在燈內部引入金屬添加劑對光譜進行較小程度的控制。

具有添加的金屬的燈通常被稱為摻雜的,添加的或金屬鹵化物。在過去的幾十年中,大多數墨水,粘合劑和塗料配方的配方都與標準汞燈以及摻鐵和鎵的燈的產量相匹配。當製劑暴露於紫外線能量時,它們交聯成光聚合物。

另一方面,UV LED是固態半導體。它們不包含運動部件或汞等離子氣體,並且在通常低於常規燈工作溫度1/10的溫度下工作。當連接到直流電源時,電流流過半導體,使電子從每個分立LED的負極向正極行進時將其降為能量較低的狀態。能量差以相對單色的光譜分佈形式從設備釋放。

在商業上,UV LED技術在較長的UVA波長(365、385、395和405 nm)中獲得了廣泛的市場採用,並且繼續在較短的UVB和UVC波段中進行開發工作。儘管沒有直接模仿傳統燈的UV LED光源,但LED發出的波長更長,導致其光譜分佈與鐵或鎵燈的光譜分佈更像基本的汞燈。結果是,UV LED波長可以更深地滲透到化學物質中,並產生更好的通過固化,特別是對於不透明和著色的配方。

對於透明塗料,實現堅硬,耐刮擦的表面固化而不會泛黃一直是UV LED的主要挑戰。這是因為許多塗料配方依靠寬帶燈發出的較短波長在表面進行足夠的交聯,並且當前的UVB和UVC LED尚不能滿足這些較短波長的固化要求。然而,經常發現較高的輻照度和對配方的調整可以解決這些問題。對於其他公司,正在進行中的開發工作試圖縮小差距。

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