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怎么讓你的UV固化設備既高效又穩定

返回列表 來源:東莞市藍盾機電設備科技有限公司 人閱讀 發布日期:2021-05-21

 

你的紫外固化系統是否沒有按照其應有的性能和狀態在工作?你是否在不斷更換過熱的燈管?保持在健康狀態運作的紫外固化系統,對通過減少因紫外光設備維護不善而導致的意外停機,來獲得成功的固化效果和節省金錢花費至關重要。要構建一個高效穩定的紫外固化系統,有五大要素:

具充足空氣流動的合適的燈冷卻系統;

電源維護;

適當的光屏蔽;

反射罩維護;

燈具維護。

密切關注上面每一個因素,可以解決你紫外固化過程中可能已經持續存在的問題,或可以避免你設備的固化效果問題。這里所討論的五個要素,既適用于電弧紫外系統,也適用于微波(無極)紫外燈系統。

冷卻和氣流

保持適當的空氣冷卻對于幾乎所有紫外固化燈系統能夠健康工作都至關重要。紫外燈在非常高的溫度下工作(燈泡表面溫度為大約 800攝氏度/1,500華氏度),以保持紫外燈內部一致而完全的汞等離子狀態。

更先進的紫外燈系統需要一個不僅能保持燈在該范圍內的穩定性,還能保護燈在運行狀態下的金屬結構件完整性的冷卻系統。冷卻紫外燈的最常見方法是將空氣流經其外罩,紫外燈和反射罩。但是,為了確保紫外輸出的一致性及紫外燈的長使用壽命,在設計紫外燈空氣冷卻系統時應考慮下面幾件事。

紫外燈要達到恰當的空氣冷卻效果,確實有一個"冷卻窗口"。冷卻過程有可能冷卻過度或冷卻不足。更復雜一點講,送往通過紫外燈所需冷卻空氣的量,將取決于紫外燈的操作功率水平。

大多數當前的紫外燈系統由可變功率鎮流器供電,其功率范圍從20%100%不等。如此寬的功率調整范圍將允許燈在130/英寸到650/英寸之間改變。對于某些紫外系統,電源設定由前部控制面板進行調整,但對于更復雜的紫外系統,燈功率通過客戶提供的010VDC420毫安的信號,來根據線速度自動進行調整。

當燈的功率上升時,它需要更多冷卻空氣通過紫外燈,來防止過熱。反之,當燈功率降低時,冷卻空氣必須減少,以確保燈不會過冷。因此,為了避免燈的冷卻問題,冷卻系統必須可以自動調整,以配合燈的功率和熱負荷,從而保持燈的穩定性,并確保其在其適當的溫度范圍內運行。

燈在過熱條件下操作會導致其壽命縮短,并可能導致燈具的膨脹或扭曲,從而對紫外輸出產生不利影響。

燈在過冷條件下運行,也會使燈壽命縮短以及紫外輸出過低。當燈過冷時,它不能產生正確的電壓,會維持很高的電流(安培),長期處于這種狀況下,電極會產生不良損耗。在多數情況下,當燈過冷時,汞等離子體將開始變得不穩定,燈也有可能突然熄滅。

只有當燈在正確的冷卻參數范圍內持續工作時,才能實現紫外燈的最大壽命,并實現紫外燈一致的輸出。

反射罩狀態

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另一個關鍵部分是反射罩的狀況和性能,這在任何紫外系統中都需要良好維護,以確保固化系統的健康運作。反射罩通常呈半橢圓形或拋物線形,包圍在燈泡的上半部,并覆蓋工作紫外燈的整個長度。

1顯示了過熱的反射罩。燈反射罩是紫外燈系統的重要組成部分,因為它們通常負責將燈泡發出的約65%紫外光能量反射到客戶的產品上,如圖2所示。如果反射罩沒有被正確冷卻,可能因熱膨脹而扭曲和起皺。反射罩失去彎曲的形狀,會使反射到客戶產品上的光線漫射或發散,這將對其固化能力產生負面影響。

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2說明了在大多數UV固化系統中使用的兩種常規光線聚集模式。反射罩的彎曲形狀在燈工作期間不得發生變化是至關重要的,這才能保持這些UV光線的聚集模式。反射罩的彎曲形狀通常設計為將光線集中(或聚焦)到很小的區域,從而在客戶的產品上產生極高的UV峰值輻照度,這是UV固化的關鍵點之一。

除了維持所需的反射罩曲面外,對反射罩的日常維護也非常重要。在使用過程中,當反射罩變臟,污染或黯淡時,光反射率會大大降低,進而降低傳遞給產品的UV能量和強度。

不良的反射罩狀態將導致產品不能完全固化。反射罩被認為是所有紫外系統的消耗件,并且需要對它保持關注和維護(或定期清潔),以幫助確保燈系統紫外光輸出的一致性。

 

某些紫外系統使用可更換的反射罩襯里,該襯里通常由具有保護涂層的薄的拋光鋁材料制成(看起來很像傳統的鏡面漆),并且通常預先彎曲并切割成適合于安裝在燈罩內的反射罩支架中。

有的紫外燈使用“冷鏡面”反射罩。它們也是薄的,預先彎曲并切割好的鋁或玻璃反射罩,固定在特定類型燈座的內部支架中。冷鏡反射罩在反射面上涂有特殊涂層。該涂層旨在有效反射紫外光,但會吸收紫外燈發出的紅外能量(熱量)。冷鏡反射罩將減少客戶產品在紫外燈下通過時所承受的熱量。

較不復雜的UV系統使用拋光的鋁擠壓件作為反射罩,該反射罩在紫外燈周圍彎曲并充當反射罩和光開關燈罩。

不管反射罩類型如何,保持反射罩清潔、光亮的外觀狀態都是很重要的。如果反光鏡開始看起來黯淡或臟污,則需要進行清潔或更換反光鏡。

可以使用不起毛的布和異丙醇來清潔反射罩,或者使用不會留下一層膜的表面清潔劑進行清潔。不建議使用含氨的清潔劑。

如果在清潔后反射罩仍然顯得暗淡或臟污,則應將其更換。在幾乎所有情況下,反射罩臟污或黯淡對紫外輸出減少產生的影響,比舊的或性能較差的紫外燈還要嚴重。

測量紫外輸出也將有助于判斷反射罩性能是否不佳。用于測量紫外輸出的最佳設備是“圓盤”式輻射計,它可以測量所有四個紫外波長范圍內的紫外光能量:UVA,UVB,UVCUVV。圓盤式輻射計放置在傳送帶上,并以預設的恒定速度在紫外燈下運行。它將測量燈發出的總紫外光能量。當紫外光能量降低到可能無法適當固化的程度時,則很可能需要清潔和/或更換燈罩反射罩。

燈的保養

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對燈進行例行維護也是維持健康紫外固化系統的關鍵。大多數紫外燈都通常在低于理想條件的工業環境下運行。盡可能保持燈的清潔是十分重要的,這可以幫助確保紫外輸出的一致性,并延長其使用壽命。疏于維護的燈,將會遭受紫外輸出能量低,老化快,且過早失效的困擾。

保持紫外燈清潔的最簡單方法,是用指定的紫外玻璃燈泡清潔劑和無絨布清潔它們。紫外燈清潔的頻率根據它們的工作環境不同而變化。

長時間運行條件下的臟污及受污染的紫外燈更容易發生過熱,然后膨脹或翹曲(3)。如果紫外燈發生膨脹或翹曲,將會對燈的UV峰值輻照度,以及系統的固化性能產生負面影響。一旦紫外燈出現腫脹或變形后,就應將其更換。

 

如果使用空氣過濾器來保持燈的冷卻空氣的清潔(這是微波紫外燈系統的常見做法),那么需要定期更換這些過濾器,以確保輸送到外殼中及經過紫外燈(和反射罩)的冷卻空氣是干凈的。維護空氣過濾器的清潔,還有助于確保輸送到燈的空氣量保持在要求范圍內。如果紫外燈系統的空氣過濾器臟了,就會發生堵塞,這幾乎總會導致紫外燈過熱,并大大縮短紫外燈的壽命。

電源維護

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讓我們繼續講述維持健康的紫外固化系統很重要的另一個因素:電源維護。

任何紫外固化系統的核心,都是驅動紫外燈的昂貴的電源部分。無論使用傳統的鐵芯鎮流器還是固態功率單元,輸送到鎮流器的過濾冷卻空氣的適當量,對于鎮流器組件外殼內的任何鎮流器和其他電氣組件的健康以及預期壽命都是至關重要的。

在骯臟或過熱環境中工作的電源將過早老化或甚至失效,從而導致紫外輸出能量變低或產能的損失。維持空氣過濾器的清潔,以及適量的空氣流到鎮流器,才能確保鎮流器得到適當冷卻,并保持清潔。取決于實際的使用環境狀況,應根據需要經常更換空氣過濾器。如果鎮流器和其他內部電源組件(例如電容器)被灰塵或塵土覆蓋(如圖4所示),則強烈建議你執行以下兩項操作:

檢查空氣過濾器,并在需要時進行更換。

用干凈且干燥的壓縮空氣吹掃鎮流器和所有其他內部組件,然后用真空吸塵器清除沉淀下的灰塵。

光屏蔽

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維持健康紫外固化系統的最后一個因素涉及光屏蔽。光屏蔽的主要目的是保護人員免受任何的紫外光直接照射(5)。

紫外燈殼內部和周圍的良好屏蔽將保護燈模塊組件及安裝此組件的生產機器。正確設計的遮光罩,將有效防止紫外燈附近的任何機器硬件達到不安全的溫度,或因直接暴露于紫外光而加快老化。

遮光罩的次要功能是對紫外燈罩進行有效支撐,從而可以有效的固化產品。如果從機器上卸下了遮光罩進行設備維護,則必須將其重新安裝在相同的位置和方位,以確保紫外燈放置在了正確的位置和方向上。

遮光罩的第三個功能是有助于良好的空氣冷卻。一些遮光罩可能具有進氣孔或百葉窗,以允許空氣進入遮光罩內部,來進行燈具冷卻、基材冷卻和/或遮光罩冷卻。如果進氣口被灰塵或污垢堵塞,則可能導致紫外燈、遮光罩和基材的溫度升高。結果可能是導致紫外燈表現不佳,燈具壽命變短或客戶基材過熱。定期采用刷子和真空來對遮光罩上的進氣孔(或百葉窗)進行清潔,或用干燥壓縮空氣吹干凈這些孔,應該是例行預防性維護計劃的一部分。


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