UV-led-lijnuitharding

Een lijnlichtbron produceert een lange, smalle strook UV-licht. Gemonteerd boven een transportband, een baan of een draaiend onderdeel hardt deze het materiaal uit terwijl het eronder doorloopt. Lijnuitharding is de logische keuze zodra het product beweegt: druk- en coatinglijnen, transportbanden, lange lijmnaden en cilindrische onderdelen die onder de lamp draaien.

Hoe het werkt

De lichtbron is een rij UV-leds achter een venster, doorgaans 3 tot 10 mm breed en van ongeveer 10 mm tot meer dan een meter lang. Een controller stelt de output in en schakelt de leds aan en uit, continu zolang de lijn draait of getriggerd door een sensor wanneer een onderdeel aankomt.

Elk punt op het product krijgt alleen licht zolang het zich onder de strook bevindt. De dosis die het opbouwt, hangt daarom af van drie dingen: de bestralingssterkte onder de lamp, de breedte van de bestraalde strook en de snelheid waarmee het product beweegt.

Bestralingssterkte, dosis en lijnsnelheid

Bestralingssterkte (mW/cm²) is het UV-vermogen per oppervlakte-eenheid dat het oppervlak bereikt. Dosis (mJ/cm²) is de energie per oppervlakte-eenheid, opgebouwd gedurende de tijd die een punt onder de lamp doorbrengt:

• Verblijftijd = breedte van de bestraalde strook ÷ lijnsnelheid
• Dosis ≈ gemiddelde bestralingssterkte over de strook × verblijftijd

Ter illustratie: een strook van 10 mm breed op een lijn die met 10 m/min (ongeveer 167 mm/s) beweegt, geeft een verblijftijd van 0,06 s. Bij een gemiddelde bestralingssterkte van 1.000 mW/cm² is dat ongeveer 60 mJ/cm² per doorgang.

Daaruit volgen twee dingen. Een verdubbeling van de lijnsnelheid halveert de dosis. En een hogere piekbestralingssterkte verhoogt de dosis niet als de strook smaller wordt. Om bij dezelfde snelheid een hogere dosis te halen, gebruikt u een bron met meer output, een breder stralingsvlak, meerdere bronnen achter elkaar of meer doorgangen.

De bestralingssterkte over een lijnbron is niet volkomen vlak: die piekt in het midden van de strook en neemt af naar de randen en uiteinden. Meet de werkelijke dosis met een radiometer die op de transportband door de uithardingszone meeloopt en de opgebouwde energie registreert.

Werkafstand

Lijnbronnen worden meestal gespecificeerd bij een werkafstand van ongeveer 10 mm. De strook wordt breder en de bestralingssterkte daalt naarmate de afstand toeneemt, dus monteer de bron zo dicht bij het product als het proces toelaat, op een vaste en reproduceerbare hoogte. Meet bij transportbanden met instelbare lamphoogte na elke wijziging opnieuw.

Golflengte

Lijnbronnen zijn leverbaar op 365, 385, 395 en 405 nm. Gebruik de golflengte waarvoor uw inkt, coating of lijm is geformuleerd. 365 nm is geschikt voor veel lijmen en formuleringen die zijn afgeleid van kwiklampchemie; 385 en 395 nm worden veel gebruikt voor led-uithardbare inkten en coatings; 395 en 405 nm dringen dieper door in dikke of gepigmenteerde lagen.

Typische toepassingen

• Het uitharden van inkt en vernis op etiket-, inkjet- en codeerlijnen in Druk
• Foliecoating, houtafwerking en lijmen op bewegende lijnen in Coatings en lijmen
• Het uitharden van randen en lijmnaden in Elektronica en van fiber arrays in Glasvezelcommunicatie
• Uitharding rond cilindrische onderdelen die onder de lamp draaien
• Het uitharden van vlakke onderdelen op een band in een UV Conveyor

Beperkingen

• Korte verblijftijd. De smalle strook geeft elk punt slechts een korte belichting. Langzaam uithardende of dikke lagen kunnen een bredere bron, een lagere lijnsnelheid of meerdere doorgangen vragen. Voor stilstaande onderdelen past vlakuitharding meestal beter.
• Afval aan de uiteinden. De bestralingssterkte daalt bij de uiteinden van de bron, dus kies een bron die iets langer is dan de productbreedte.
• Warmteopbouw bij hoog vermogen. De leds stralen geen infrarood uit, maar bronnen met hoog vermogen genereren warmte die door ventilatoren of waterkoeling moet worden afgevoerd.
• Oppervlakte-uitharding. Zonder de korte UV-golflengten van een kwiklamp blijven sommige formuleringen aan het oppervlak licht kleverig. Led-geoptimaliseerde chemie of een hogere bestralingssterkte lost dit op.

Zo specificeert u een lijnsysteem

1. Productbreedte, plus een marge, om de lengte van de bron te bepalen.
2. Lijnsnelheid en de vereiste dosis uit het datablad van het materiaal, die samen de benodigde bestralingssterkte en strookbreedte bepalen.
3. Golflengte, uit het datablad van het materiaal.
4. Werkafstand en de inbouwruimte boven de lijn.
5. Koeling: ventilatorkoeling voor de meeste toepassingen, waterkoeling voor de hoogste bestralingssterkte en gesloten machines.
6. Aansturing: continu of getriggerd bedrijf, PLC- en RS232-interfaces, en status- en alarmuitgangen.

Lijnlichtbronnen van Awellcure

De UV LED Linear-bronnen van Awellcure variëren van compacte koppen van 10 × 3 mm en 15 × 5 mm voor smalle lijmnaden tot ventilatorgekoelde balken van 50 × 10 mm tot 1.350 × 10 mm voor baan- en transportbandbreedtes. Voor een hogere bestralingssterkte in lijnformaat halen de watergekoelde bronnen van 20 mm breed uit het UV LED Area-assortiment 6 tot 25 W/cm². De controllers accepteren externe triggersignalen van een PLC, sensor of voetschakelaar, bieden status- en alarmuitgangen en zijn programmeerbaar via RS232.