Curado LED UV puntual

El curado puntual concentra la luz UV en una zona pequeña y bien definida, normalmente de unos pocos milímetros de diámetro. Cura un punto o un cordón de adhesivo dosificado exactamente donde se encuentra, en segundos, mientras el resto de la pieza apenas queda expuesto. Es la técnica habitual para pegar piezas pequeñas en el montaje de electrónica, óptica, fibra óptica y dispositivos médicos.

Cómo funciona

Un sistema puntual LED UV consta de tres partes:

• El cabezal LED: una pequeña carcasa en forma de bolígrafo con un LED UV de alta potencia, un disipador de calor y una lente.
• El cable: conecta el cabezal al controlador, de modo que el cabezal puede montarse en un utillaje, un robot o una estación de dosificación.
• El controlador: acciona cada cabezal con su propia intensidad y su propio tiempo de exposición, y se conecta a la línea mediante señales de E/S o una interfaz serie.

Se dosifica el adhesivo, se posicionan las piezas y el controlador enciende el LED durante un tiempo determinado. Como el LED alcanza la potencia máxima de inmediato y se apaga sin retardo, la exposición la define únicamente el controlador, sin calentamiento previo ni obturador.

Antes de los LED UV, el curado puntual utilizaba una lámpara de mercurio y una guía de luz flexible. Los cabezales LED la sustituyen por una fuente que funciona decenas de miles de horas, no emite infrarrojos y no contiene mercurio. Los sistemas UV Lamp Spot basados en lámpara siguen siendo útiles para adhesivos que necesitan un espectro amplio.

Óptica y distancia de trabajo

La lente da a la luz la forma de un punto de un diámetro determinado a una distancia determinada del cabezal. Los puntos pequeños concentran la potencia del LED y alcanzan la máxima irradiancia; los puntos grandes la reparten sobre una superficie mayor y alcanzan menos. Cada lente se especifica a una distancia de trabajo nominal, medida desde el cabezal hasta la pieza.

La tabla muestra claramente el compromiso: la lente de 2 mm alcanza 18.000 mW/cm², la de 15 mm, 650 mW/cm². Elija el punto más pequeño que aún cubra todo el cordón de adhesivo con cierto margen para la tolerancia de posicionamiento.

Alejar el cabezal de su distancia nominal modifica tanto el máximo como la forma del punto. Los perfiles de irradiancia siguientes lo muestran para seis lentes: a la distancia nominal el perfil es estrecho y alto; más lejos se vuelve más bajo y más ancho. Fije el cabezal en un soporte a una distancia reproducible y vuelva a medir si cambia el utillaje.

Además del punto redondo estándar, unas lentes especiales producen un punto lineal para líneas de pegado cortas o emiten en ángulo recto para cabezales que deben montarse en paralelo a la pieza.

Irradiancia y dosis

Dos valores describen la exposición:

• La irradiancia (mW/cm²) es la potencia UV que llega por unidad de superficie a la superficie del adhesivo. Depende del LED, la lente, la distancia de trabajo y el ajuste de intensidad.
• La dosis (mJ/cm²) es la energía aportada por unidad de superficie: la irradiancia multiplicada por el tiempo de exposición. 1.000 mW/cm² durante 3 s dan 3.000 mJ/cm².

Las fichas técnicas de los adhesivos suelen indicar una dosis necesaria y, a menudo, una irradiancia mínima. Ambas importan. Por debajo de una determinada irradiancia, el oxígeno de la superficie puede detener el curado, y una exposición más larga no lo compensa del todo. Por encima, una irradiancia mayor acorta el tiempo de exposición para la misma dosis. Una irradiancia muy alta también puede curar el adhesivo tan rápido que se acumulen tensiones de contracción, por lo que la irradiación escalonada o pulsada es útil para las uniones de precisión.

Al poner a punto el proceso, mida la irradiancia en la posición de trabajo con un UV Radiometer y repita la medición a intervalos regulares.

Longitud de onda

Los cabezales puntuales están disponibles a 365, 385, 395, 405 y 450 nm. La elección correcta la determina el adhesivo:

• 365 nm es adecuada para la mayoría de los adhesivos UV de uso general y para muchas formulaciones diseñadas originalmente para lámparas de mercurio.
• 385 a 405 nm es adecuada para adhesivos optimizados para LED, para curar a través de plásticos como el policarbonato que absorben las longitudes de onda más cortas y para un curado más profundo en cordones más gruesos.
• 450 nm (azul visible) es adecuada para adhesivos formulados para el curado con luz visible.

Utilice la longitud de onda recomendada en la ficha técnica del adhesivo y compruebe la transmisión de cualquier capa que atraviese la luz.

Usos típicos

• Pegado de lentes, prismas y módulos de cámara en Óptica
• Fijación de bobinas, hilos y componentes, y sellado de carcasas en Electrónica
• Prefijación de fibras, lentes y matrices de fibras en Comunicaciones por fibra óptica
• Pegado de tubos, conectores y agujas en Dispositivos médicos

Límites

• Superficie pequeña. Un punto cubre desde unos pocos milímetros hasta unos 15 mm. Para uniones mayores o muchas piezas a la vez es mejor el curado lineal o el curado por área.
• Línea de visión. La UV solo cura donde llega. El adhesivo bajo una pieza opaca o en una ranura profunda permanece líquido salvo que tenga un mecanismo de curado secundario.
• Posicionamiento. El tamaño del punto y la irradiancia dependen de la posición del cabezal, por lo que los cabezales necesitan un montaje rígido y reproducible.
• Calor a alta potencia. Los LED no emiten infrarrojos, pero la UV absorbida sigue calentando la pieza. Con irradiancias muy altas y exposiciones largas, compruebe la temperatura de la pieza.

Cómo especificar un sistema puntual

1. Número de puntos de curado por pieza o estación, que determina el número de cabezales y canales.
2. Tamaño del punto y distancia de trabajo, según el tamaño del cordón y el espacio disponible en el utillaje.
3. Longitud de onda, según la ficha técnica del adhesivo.
4. Dosis necesaria e irradiancia mínima, que dan el tiempo de exposición con la lente elegida.
5. Forma del cabezal: longitud estándar, largo, con aletas de refrigeración adicionales o con lente en ángulo recto.
6. Control: pantalla táctil o botones, disparo por PLC, salidas de alarma, RS232 y bloqueo de parámetros.
7. Longitud del cable del controlador al cabezal, y si el cabezal se mueve sobre un robot.

Sistemas de curado puntual de Awellcure

Los controladores UV LED Spot de Awellcure accionan cuatro u ocho cabezales, cada uno con su propia intensidad, su propio tiempo de exposición y su propio modo, ajustables en pasos de 0,1 s. Pueden dispararse mediante señales externas, emiten una alarma si un cabezal falla, bloquean sus ajustes y registran las horas de funcionamiento de cada cabezal. Cada cabezal tiene un sensor de temperatura que informa al controlador, lo que mantiene la irradiancia dentro de ±3 % al 80 % de potencia. Los cabezales se suministran de serie con un cable de 2 m, con 5 m o más bajo pedido, y hay cables aptos para robots para cabezales en movimiento.