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紫外线固化应用与监控的实际案例

 润沃原创文章

      随着紫外线光固化技术和材料的进一步创新,所涉及的领域也在不断扩大,光固化设备及工艺呈现出高速度、自动化、无人值守等生产特点。正是由于这样的特点,一旦设备出现异常即便是短时间的,都有可能造成较大的麻烦和损失。由此对紫外光源及固化设备的可靠性、稳定性和自动化程度等提出了更高、更切实的要求。如何提高和保障光固化的效果,减少甚至避免不必要的麻烦和损失,对紫外线应用系统的有效辐射波段的测量、监控和记录成为一个迫切而现实的需求。
从我们设备制造厂接触到的,还有相当一部分人错误的认为,设备的光源点亮即可,众所周知紫外线肉眼是看不见的,有效的紫外线辐射更加不好分辨和感知、依赖人的感观经验对固化后的结果进行判断、这就给产品带来隐患,当出现生问题时,增加了找出问题的难度。有可能是设备出现了问题,反而去查找其他的原因•••••。
在此我们仅从一设备制造厂商的视角,结合实际案例说明我们在这方面是如何实施、应对的。
要实现和满足上述需求可通过以下手段来实现。
1.通过便携式紫外线检测仪器、对紫外线应用系统定时定期的进行有效波段的检测、记录和比对,发现问题及时进行工艺调整。
1.1 紫外线能量计
紫外线能量计,是对紫外线的指定频段内辐射强度与时间的积分。单位是(mj/cm2)。
如图:是通用宽泛的工厂生产用通用仪表,响应波长为250nm~410nm。 

 integrator  uv mini
以上便携仪表的特点是:价格经济,通用性好,对测量人员有要求,测量随机误差大。

1.2紫外线强度计
紫外线强度计,是对指定频段内辐射的强度进行实时的测量显示的仪表。单位是(mw/cm2)。
如图:是通用宽泛的工厂生产用通用仪表,响应波长为250nm~410nm。

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2,增设 在线紫外线监视仪
紫外线监视仪,对指定区间频段内辐射的强度进行实时的测量、显示、记录。对指定频段内辐射的强度上限下限进行设定后,实现报警、输出开关量、关联生产线等。实现对工艺质量的有效控制。对于简单、传统的光固化设备,可采用加装改造。可对多个光源进行轮询监视。

图略

3,增设 在线紫外线监控系统(监控仪)
在线监控系统,是通过对指定区间频段内辐射的强度进行实时的数据测量采集、显示、记录、控制。对指定频段内辐射的强度上限下限设定后,实现报警或开关量输出、同时通过采集辐照的强度,结合辐照形式(速度量)进行恒定PID控制,输出数字量或标准模拟量,实现电源功率控制,完成闭环控制。最终对工件实现有效辐射能量的恒定控制。
适合一致性要求高、高速低速差值大、自动线、无人值守等场合使用。传统的光固化设备,可进行加装改造。可对多个紫外线光源进行轮询监视和控制。
 
在线式监视仪和监控仪, 一般采用100%相对量通过比对的方式实现控制。可记录、追溯历史数据,为了延长传感器寿命,采用间歇光闸实现采集频率的设置。

RUNWING光固化系统及监控系统的应用案例:
案例Ⅰ:中国某大型通讯设备厂的主机电路板的光固化封装,监控仪+记录仪
特点:无人值守、工件昂贵、精准辐照、记录追溯。(图略
 
案例Ⅱ:法国某大型汽车灯生产厂 ,监控仪+记录仪
特点:无人值守 高速生产、精准辐照、记录追溯、降低废品率  (图略)
 
案例Ⅲ:  IC卡的制造   监控仪
特点: 高速生产、PID光强控制、记录追溯、降低废品率  (图略)
 
依据生产工艺的特点、要求不同选择适合的检测仪或监控系统,不仅带来方便,同时能为使用者创造实效,实现低成本、高效率、不断优化光固化质量的目标。

其一、有效利用光能,实现高效、节能,在印刷领域的应用优势十分突出
印刷机的印刷速度相关联比例的功率调节:利用紫外光强与传输距离的关系,通过检测数据直接经由监控系统,反馈为光源与被固化物之间的距离调节,满足速度瞬间改变时的光强要求,这是充分利用光能的一种模式,通过高智能的监控系统得以实现。

其二、可以正确评价光固化的参数、指标;
在未使用检测工具之前,操作人员通常会以光源的电参数作为评价光固化的指标,然而,从实践分析,电参数不能真实的反应出紫外线的有效剂量,虽然其与辐射强度有一定关联,但不能作为评定光固化条件的直接指标,由于光源生产工艺不同、光源的反射方式不同、使用环境不同等因素将综合影响紫外光剂量,其有效值需利用测量器具才能得到客观检测。

其三、克服对人的依赖,降低技术门槛,一般操作员即能完成全部操作,并通过客观数据精确判断什么时间更换新的适合光源,达到节约成本的目的;

其四、客观地评价系统的固化效果是否达到预计的一致性要求、避免产品出现不良后才采取措施等主观因素造成的浪费和成本损失;

其五、对质保周期长、需经过长途耐候运输的产品质量跟踪非常方便,能直接追溯历史固化条件及参数配置,快速找到光固化引发的问题原因和发生时间;
其六、对不同品牌、不同配置的光固化系统作出统一的评价标准,为规范工艺提供定量的数据指导;
  
其七、无人值守、自动化程度高的工艺生产线配套是必要工具,精确记录、对工艺质
量控制提供有利的数据报告,不断修正和对工艺进行优化。

紫外监控系统将伴随紫外技术的发展进一步延伸,并取得更大程度上的应用,真正为用户创造实效和价值。

 

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