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怎么让你的UV固化设备既高效又稳定

返回列表 来源:东莞市蓝盾机电设备科技有限公司 人阅读 发布日期:2021-05-21

 

你的紫外固化系统是否没有按照其应有的性能和状态在工作?你是否在不断更换过热的灯管?保持在健康状态运作的紫外固化系统,对通过减少因紫外光设备维护不善而导致的意外停机,来获得成功的固化效果和节省金钱花费至关重要。要构建一个高效稳定的紫外固化系统,有五大要素:

具充足空气流动的合适的灯冷却系统;

电源维护;

适当的光屏蔽;

反射罩维护;

灯具维护。

密切关注上面每一个因素,可以解决你紫外固化过程中可能已经持续存在的问题,或可以避免你设备的固化效果问题。这里所讨论的五个要素,既适用于电弧紫外系统,也适用于微波(无极)紫外灯系统。

冷却和气流

保持适当的空气冷却对于几乎所有紫外固化灯系统能够健康工作都至关重要。紫外灯在非常高的温度下工作(灯泡表面温度为大约 800摄氏度/1,500华氏度),以保持紫外灯内部一致而完全的汞等离子状态。

更先进的紫外灯系统需要一个不仅能保持灯在该范围内的稳定性,还能保护灯在运行状态下的金属结构件完整性的冷却系统。冷却紫外灯的最常见方法是将空气流经其外罩,紫外灯和反射罩。但是,为了确保紫外输出的一致性及紫外灯的长使用寿命,在设计紫外灯空气冷却系统时应考虑下面几件事。

紫外灯要达到恰当的空气冷却效果,确实有一个"冷却窗口"。冷却过程有可能冷却过度或冷却不足。更复杂一点讲,送往通过紫外灯所需冷却空气的量,将取决于紫外灯的操作功率水平。

大多数当前的紫外灯系统由可变功率镇流器供电,其功率范围从20%100%不等。如此宽的功率调整范围将允许灯在130/英寸到650/英寸之间改变。对于某些紫外系统,电源设定由前部控制面板进行调整,但对于更复杂的紫外系统,灯功率通过客户提供的010VDC420毫安的信号,来根据线速度自动进行调整。

当灯的功率上升时,它需要更多冷却空气通过紫外灯,来防止过热。反之,当灯功率降低时,冷却空气必须减少,以确保灯不会过冷。因此,为了避免灯的冷却问题,冷却系统必须可以自动调整,以配合灯的功率和热负荷,从而保持灯的稳定性,并确保其在其适当的温度范围内运行。

灯在过热条件下操作会导致其寿命缩短,并可能导致灯具的膨胀或扭曲,从而对紫外输出产生不利影响。

灯在过冷条件下运行,也会使灯寿命缩短以及紫外输出过低。当灯过冷时,它不能产生正确的电压,会维持很高的电流(安培),长期处于这种状况下,电极会产生不良损耗。在多数情况下,当灯过冷时,汞等离子体将开始变得不稳定,灯也有可能突然熄灭。

只有当灯在正确的冷却参数范围内持续工作时,才能实现紫外灯的最大寿命,并实现紫外灯一致的输出。

反射罩状态

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另一个关键部分是反射罩的状况和性能,这在任何紫外系统中都需要良好维护,以确保固化系统的健康运作。反射罩通常呈半椭圆形或抛物线形,包围在灯泡的上半部,并覆盖工作紫外灯的整个长度。

1显示了过热的反射罩。灯反射罩是紫外灯系统的重要组成部分,因为它们通常负责将灯泡发出的约65%紫外光能量反射到客户的产品上,如图2所示。如果反射罩没有被正确冷却,可能因热膨胀而扭曲和起皱。反射罩失去弯曲的形状,会使反射到客户产品上的光线漫射或发散,这将对其固化能力产生负面影响。

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2说明了在大多数UV固化系统中使用的两种常规光线聚集模式。反射罩的弯曲形状在灯工作期间不得发生变化是至关重要的,这才能保持这些UV光线的聚集模式。反射罩的弯曲形状通常设计为将光线集中(或聚焦)到很小的区域,从而在客户的产品上产生极高的UV峰值辐照度,这是UV固化的关键点之一。

除了维持所需的反射罩曲面外,对反射罩的日常维护也非常重要。在使用过程中,当反射罩变脏,污染或黯淡时,光反射率会大大降低,进而降低传递给产品的UV能量和强度。

不良的反射罩状态将导致产品不能完全固化。反射罩被认为是所有紫外系统的消耗件,并且需要对它保持关注和维护(或定期清洁),以帮助确保灯系统紫外光输出的一致性。

 

某些紫外系统使用可更换的反射罩衬里,该衬里通常由具有保护涂层的薄的抛光铝材料制成(看起来很像传统的镜面漆),并且通常预先弯曲并切割成适合于安装在灯罩内的反射罩支架中。

有的紫外灯使用“冷镜面”反射罩。它们也是薄的,预先弯曲并切割好的铝或玻璃反射罩,固定在特定类型灯座的内部支架中。冷镜反射罩在反射面上涂有特殊涂层。该涂层旨在有效反射紫外光,但会吸收紫外灯发出的红外能量(热量)。冷镜反射罩将减少客户产品在紫外灯下通过时所承受的热量。

较不复杂的UV系统使用抛光的铝挤压件作为反射罩,该反射罩在紫外灯周围弯曲并充当反射罩和光开关灯罩。

不管反射罩类型如何,保持反射罩清洁、光亮的外观状态都是很重要的。如果反光镜开始看起来黯淡或脏污,则需要进行清洁或更换反光镜。

可以使用不起毛的布和异丙醇来清洁反射罩,或者使用不会留下一层膜的表面清洁剂进行清洁。不建议使用含氨的清洁剂。

如果在清洁后反射罩仍然显得暗淡或脏污,则应将其更换。在几乎所有情况下,反射罩脏污或黯淡对紫外输出减少产生的影响,比旧的或性能较差的紫外灯还要严重。

测量紫外输出也将有助于判断反射罩性能是否不佳。用于测量紫外输出的最佳设备是“圆盘”式辐射计,它可以测量所有四个紫外波长范围内的紫外光能量:UVAUVBUVCUVV。圆盘式辐射计放置在传送带上,并以预设的恒定速度在紫外灯下运行。它将测量灯发出的总紫外光能量。当紫外光能量降低到可能无法适当固化的程度时,则很可能需要清洁和/或更换灯罩反射罩。

灯的保养

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对灯进行例行维护也是维持健康紫外固化系统的关键。大多数紫外灯都通常在低于理想条件的工业环境下运行。尽可能保持灯的清洁是十分重要的,这可以帮助确保紫外输出的一致性,并延长其使用寿命。疏于维护的灯,将会遭受紫外输出能量低,老化快,且过早失效的困扰。

保持紫外灯清洁的最简单方法,是用指定的紫外玻璃灯泡清洁剂和无绒布清洁它们。紫外灯清洁的频率根据它们的工作环境不同而变化。

长时间运行条件下的脏污及受污染的紫外灯更容易发生过热,然后膨胀或翘曲(3)。如果紫外灯发生膨胀或翘曲,将会对灯的UV峰值辐照度,以及系统的固化性能产生负面影响。一旦紫外灯出现肿胀或变形后,就应将其更换。

 

如果使用空气过滤器来保持灯的冷却空气的清洁(这是微波紫外灯系统的常见做法),那么需要定期更换这些过滤器,以确保输送到外壳中及经过紫外灯(和反射罩)的冷却空气是干净的。维护空气过滤器的清洁,还有助于确保输送到灯的空气量保持在要求范围内。如果紫外灯系统的空气过滤器脏了,就会发生堵塞,这几乎总会导致紫外灯过热,并大大缩短紫外灯的寿命。

电源维护

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让我们继续讲述维持健康的紫外固化系统很重要的另一个因素:电源维护。

任何紫外固化系统的核心,都是驱动紫外灯的昂贵的电源部分。无论使用传统的铁芯镇流器还是固态功率单元,输送到镇流器的过滤冷却空气的适当量,对于镇流器组件外壳内的任何镇流器和其他电气组件的健康以及预期寿命都是至关重要的。

在肮脏或过热环境中工作的电源将过早老化或甚至失效,从而导致紫外输出能量变低或产能的损失。维持空气过滤器的清洁,以及适量的空气流到镇流器,才能确保镇流器得到适当冷却,并保持清洁。取决于实际的使用环境状况,应根据需要经常更换空气过滤器。如果镇流器和其他内部电源组件(例如电容器)被灰尘或尘土覆盖(如图4所示),则强烈建议你执行以下两项操作:

检查空气过滤器,并在需要时进行更换。

用干净且干燥的压缩空气吹扫镇流器和所有其他内部组件,然后用真空吸尘器清除沉淀下的灰尘。

光屏蔽

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维持健康紫外固化系统的最后一个因素涉及光屏蔽。光屏蔽的主要目的是保护人员免受任何的紫外光直接照射(5)

紫外灯壳内部和周围的良好屏蔽将保护灯模块组件及安装此组件的生产机器。正确设计的遮光罩,将有效防止紫外灯附近的任何机器硬件达到不安全的温度,或因直接暴露于紫外光而加快老化。

遮光罩的次要功能是对紫外灯罩进行有效支撑,从而可以有效的固化产品。如果从机器上卸下了遮光罩进行设备维护,则必须将其重新安装在相同的位置和方位,以确保紫外灯放置在了正确的位置和方向上。

遮光罩的第三个功能是有助于良好的空气冷却。一些遮光罩可能具有进气孔或百叶窗,以允许空气进入遮光罩内部,来进行灯具冷却、基材冷却和/或遮光罩冷却。如果进气口被灰尘或污垢堵塞,则可能导致紫外灯、遮光罩和基材的温度升高。结果可能是导致紫外灯表现不佳,灯具寿命变短或客户基材过热。定期采用刷子和真空来对遮光罩上的进气孔(或百叶窗)进行清洁,或用干燥压缩空气吹干净这些孔,应该是例行预防性维护计划的一部分。


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