UV LED在汽车和交通运输应用中日益增长的可行性

波长,英文

抽象

本文将解释基本原理 紫外线(UV)固化,包括峰值辐照度(Watts /cm²),能量密度(焦耳/cm²), 光谱波长 (nm)和总功率(Watts),以及电极,微波和UV LED固化系统之间的根本区别。它将进一步强调使用UV LED技术的好处,这一趋势将推动其被越来越多的生产技术采用,更重要的是,其在汽车和交通运输应用中的生存能力也在不断提高。

介绍

未来几年,汽车和运输行业面临着若干设计,工程和制造挑战。其中许多涉及为企业平均燃油经济性(CAFE)标准做准备,要求制造商到2025年要达到每加仑54.5英里的生产加权标准。其他一些则需要更好的全球管理,推动装配和制造过程中废物和能源消耗的进一步减少。供应商工厂。最后,不断变化的工人人口统计和高科技技能短缺可能意味着整个全球生产设施的自动化和过程控制更高。对于这些挑战中的每一个,可能将需要开发许多新的制造工艺。

“为了向汽车和运输业介绍UV LED固化的优点,本文将从设备角度解释固化的基本知识。”

JOSEPH HEATHCOTE,PHOSEON Technology区域销售经理

尽管数十年来通过使用微波和弧光灯进行传统的UV固化已在汽车和运输生产过程中使用,但UV LED固化相对较新,并且牵引力不高。但是,在其他市场中,UV LED技术已成为主流,因为重大的设备和配方方面的进步使该技术能够迅速渗透到越来越多的应用中。这主要是由于UV LED技术具有许多性能,操作和环境效益,并被认为是使该技术可用于固化多种热敏材料上的油墨,胶粘剂和涂料,同时提供整体工艺和工艺的促成技术。质量控制。因此,随着汽车和运输公司在未来十年内努力应对各种制造挑战,应该探索和评估UV LED固化的转变性质。

为了向汽车和运输业介绍UV LED固化的优点,本文将从设备角度解释固化的基本知识。

紫外线固化的工业来源

长期以来,紫外线能量的工业来源包括中压汞弧灯和微波供电的灯,以及最近的发光二极管(LED)。所有这三种技术都用于在广泛的制造过程中交联油墨,涂料和粘合剂。电弧和微波固化技术都依赖于在包含惰性气体混合物的密封石英管内汞的蒸发。

汞的物理性质使得它在蒸发时会发出紫外线。无极灯使用微波来蒸发汞,而无极灯利用在两个电极之间撞击的高压电弧来达到相同的效果。当汞被蒸发成极高温的等离子气体时,它会在UVA,UVB,UVC和UVV波段发射光谱输出,可通过在灯内部引入金属添加剂对光谱进行较小程度的控制。

具有添加的金属的灯通常被称为掺杂的,添加的或金属卤化物。在过去的几十年中,大多数墨水,粘合剂和涂料配方的配方都与标准汞灯以及掺铁和镓的灯的产量相匹配。当制剂暴露于紫外线能量时,它们交联成光聚合物。

另一方面,UV LED是固态半导体。它们不包含运动部件或汞等离子气体,并且在通常低于常规灯工作温度1/10的温度下工作。当连接到直流电源时,电流流过半导体,使电子从每个分立LED的负极向正极行进时将其降为能量较低的状态。能量差以相对单色的光谱分布形式从设备释放。

在商业上,UV LED技术在较长的UVA波长(365、385、395和405 nm)中获得了广泛的市场采用,并且继续在较短的UVB和UVC波段中进行开发工作。尽管没有直接模仿传统灯的UV LED光源,但LED发出的波长更长,导致其光谱分布与铁或镓灯的光谱分布更像基本的汞灯。结果是,UV LED波长可以更深地渗透到化学物质中,并产生更好的通过固化,特别是对于不透明和着色的配方。

对于透明涂料,实现坚硬,耐刮擦的表面固化而不会泛黄一直是UV LED的主要挑战。这是因为许多涂料配方依靠宽带灯发出的较短波长在表面进行足够的交联,并且当前的UVB和UVC LED尚不能满足这些较短波长的固化要求。然而,经常发现较高的辐照度和对配方的调整可以解决这些问题。对于其他公司,正在进行中的开发工作试图缩小差距。

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