شهد عام 2013 توسعًا في استخدام LED في تطبيقات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية مع بواعث طاقة أعلى مما يتيح أوقات علاج أسرع عبر مجموعة متنوعة من علوم الحياة والتطبيقات الصناعية ، كما كتب BILL CORTELYOU ، وزاد عمر المكونات أيضًا.
عندما يسمع الناس مصطلح "الثنائيات الباعثة للضوء" أو "المصابيح" ، يفكر معظم الناس في المصابيح المرئية لتطبيقات الإضاءة. في الواقع ، يتم استخدام تقنية LED بشكل متزايد في جميع أنحاء العالم للإضاءة الداخلية والإضاءة الخارجية وإنارة الشوارع والسيارات واللافتات. ولكن هناك العديد من التطبيقات الصناعية الأخرى مثل المعالجة (التجفيف) والكشف عن التزييف. تعد تقنية الأشعة فوق البنفسجية (UV) LED للمعالجة أحد قطاعات السوق التي اكتسبت قبولًا عالميًا وتستمر في النمو. دعونا نفحص حالة تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية وننظر في مدى وفاء مصابيح LED بوعود الاستيلاء على تلك المساحة.
يشير علاج UV-LED إلى تقنية تستخدم ناتج الطاقة من مصابيح LED في طيف الأشعة فوق البنفسجية لمعالجة الأحبار والطلاء والمواد اللاصقة وغيرها من المواد القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. تؤدي الطاقة المتولدة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى حدوث تفاعل متسلسل ينتج عنه بلمرة المادة ، وبالتالي تصلب المادة أو معالجتها (الشكل 1). لمزيد من المعلومات الأساسية حول المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED ، راجع "تعمل مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية على زيادة الجانب الهادئ من سوق LED" (الروابط في أسفل المقالة).
يحرض ضوء الأشعة فوق البنفسجية تفاعلًا متسلسلًا ينتج عنه معالجة مواد مثل الأحبار أو المواد اللاصقة.
تين. 1. يحرض ضوء الأشعة فوق البنفسجية سلسلة من التفاعلات تؤدي إلى معالجة المواد مثل الأحبار أو المواد اللاصقة.
تقليديا ، تم استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية القائمة على الزئبق للمعالجة ، ولكن الآن أثبتت تقنية الأشعة فوق البنفسجية القائمة على مصابيح LED الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة أنها حل ممتاز للعديد من التطبيقات. تستخدم تقنية المعالجة LED المصابيح القائمة على أشباه الموصلات لإبراز ضوء الأشعة فوق البنفسجية عند مرور تيار كهربائي من خلالها. عندما يكون LED متحيزًا للأمام ، فإن الإلكترونات قادرة على إعادة الاتحاد مع ثقوب إلكترونية داخل الجهاز ، وبالتالي إطلاق الطاقة على شكل فوتونات.
يتم تحديد لون الضوء المنبعث أو الطاقة المقابلة للفوتون من خلال فجوة الطاقة في مادة أشباه الموصلات. يقوم عدد من الشركات التي تصنع مصابيح LED المستخدمة للإضاءة العامة أيضًا بصنع مصابيح LED تشع في طيف الأشعة فوق البنفسجية.
التطورات في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية
من الحقائق المقبولة للعديد من الصناعات أن مصابيح LED توفر العديد من المزايا بما في ذلك استهلاك أقل للطاقة وعمر أطول ومتانة محسنة وعامل شكل أصغر وسرعة تشغيل / إيقاف تشغيل التبديل. هذه المزايا مهمة أيضًا في معالجة التطبيقات.
تقدمت تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية UV-LED بشكل ملحوظ في السنوات القليلة الماضية وهي الآن متاحة بسهولة لمجموعة متنوعة من التطبيقات في الطباعة والطلاء والمواد اللاصقة. هناك العديد من الفوائد التي تدفع الشركات إلى التحرك نحو قبول تقنية UV-LED مثل زيادة الإنتاجية والحل الأكثر صداقة للبيئة ، والذي يطالب به المزيد والمزيد من العملاء النهائيين. نظرًا لأن الشركات المصنعة تعمل على تطوير أنظمة معالجة UV-LED ، فإن معرفة كيفية عمل المكونات الفرعية الرئيسية معًا سيساعد في إنشاء النظام الأمثل وبالتالي تقليل التأثير البيئي الإجمالي للعملية وفي نفس الوقت الحفاظ على الإنتاجية وأداء المنتج أو تحسينهما.
شرائح التطبيق
المعالجة هي سوق واسع به العديد من مجالات التطبيق ولكن دعنا نفكر في بعض قطاعات التطبيق الرئيسية:
الطباعة:. تم استخدام عملية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في صناعة الطباعة لأكثر من ثلاثين عامًا ، حيث تستبدل تقنية المعالجة LED لطابعات الأشعة فوق البنفسجية بسرعة التكنولوجيا القديمة بمزايا مقنعة من اقتصاديات أفضل ، وقدرات نظام ، وفوائد بيئية لتقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. مثالي لمعالجة الأحبار بالأشعة فوق البنفسجية في عمليات الطباعة الرقمية النافثة للحبر والشاشة والفلكسوغرافية وغيرها.
الطلاءات: يتم معالجة عدد كبير من الطلاءات في جميع أنحاء العالم اليوم بمصادر UV-LED في تطبيقات تتراوح من المواد التقليدية مثل الأرضيات والخزائن إلى الإلكترونيات المتقدمة ، سيؤدي تطوير المواد واختبار الأداء طويل الأجل إلى فتح الأسواق في مجالات السيارات والإلكترونيات. ومواد البناء السكنية والتجارية.
المواد اللاصقة: تعتبر المواد اللاصقة للأشعة فوق البنفسجية أداة رائعة في عمليات التجميع والتصنيع الحديثة مع التحكم الإلكتروني في UV-LED والاستقرار ، مما يضمن نتائج ممتازة في مجموعة متنوعة من تطبيقات اللاصق UV-LED من الأجهزة الطبية إلى الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الأكثر تقدمًا.
لقطة عام 2013
كان عام 2013 عامًا آخر من النمو القوي في اعتماد UV-LED. في السنوات القليلة الماضية ، كان هناك الكثير من النقاش حول معدل الاعتماد والفائدة لمجموعة واسعة من تطبيقات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. في الأساس ، كان السؤال هو "هل ستفي تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية - LED بوعدها؟ "حسنا، الإجابة هي نعم! في الواقع ، لقد تجاوزت الوعد وستواصل نموها القوي وتسريع وفتح أسواق جديدة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.
تمت تلبية الاهتمامات المبكرة للإنتاج والعمر والتكلفة من خلال التكنولوجيا السريعة وتحسين المنتج. اليوم ، تكنولوجيا المعالجة UV-LED تلبي مجموعة واسعة من متطلبات التطبيق وتستمر في التحسن بوتيرة سريعة. المصابيح التي تبلغ سعتها 16 واط / سم 2 ، والتي تعالج بأعلى متطلبات السرعة ، يتم شحنها بكميات كبيرة لأكثر من عامين ، يقوم مصنعو المصابيح بشكل روتيني بتقدير توقعات مدى الحياة التي تزيد عن 20000 ساعة في الوقت المحدد - .. ضعف ما تم اقتباسه قليلاً منذ عدة سنوات قريبًا ، ستنتج الشركات المصنعة الرائدة مصابيح تعد بأعمار أطول - من المحتمل أن تكون حوالي 30000 ساعة ، مطابقة أو تتجاوز عمر تركيبات المعالجة المختلفة.
يمتلك جميع مزودي المواد القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية تقريبًا مركبات كيميائية قابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية إلى جانب التكنولوجيا القوية وخرائط طريق المنتج. على الرغم من أن الطبيعة أحادية اللون لمصابيح UV-LED تتطلب اهتمامًا خاصًا من الكيميائيين ، إلا أنها لم تكن عائقًا طويل المدى كما كان يعتقد سابقًا.
أحد أكثر الجوانب إثارة لاستخدام عملية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED هو أنها تفتح العديد من إمكانيات العملية الجديدة من خلال التحكم الإلكتروني الدقيق في توصيل الطاقة. لقد صمم العديد من المستخدمين عملياتهم لتحقيق نتائج لا يمكن تحقيقها من خلال وسائل أخرى. يوجد اليوم العديد من الاستخدامات المسجلة الملكية للتحكم في الطاقة عبر تطبيقات مختلفة.
المعالم الأخيرة
ضع في اعتبارك المعالم التي تم الوصول إليها في عام 2013. يعكس المعرض التجاري Labelexpo Europe 2013 اعتماد UV-LED على نطاق واسع. أثبت الحدث صحة ادعاءات التبني السريع للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية LED. سجل المعرض أرقام حضور قياسية من خلال جذب 31795 زائرًا (بزيادة 11٪ عن عام 2011) من 158 دولة (ارتفاعًا من 123 عام 2011) مع ما يقرب من 600 عارض (ارتفاعًا من 550 في عام 2011). في كل مكان نظروا إليه ، رأى الحاضرون أن أنظمة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية - LED يتم تنفيذها على الأجهزة. تمت إضافة القوة التقليدية لنفث الحبر الرقمي لـ UV LEDs ، طباعة الشاشة الدوارة ، معالجة المنطقة ، الأوفست ، والطباعة الفلكسوغرافية.
تثبت المقارنة بين Labelexpo 2013 و Labelexpo 2011 مدى سرعة تبني الصناعة لهذه التقنية. تم تركيب أكثر من 80 مصباح معالجة UV-LED على المعدات في معرض 2013 ، ارتفاعًا من 10 حالات خلال معرض 2011 لزيادة 8x. تراوحت استخدامات المعالجة من التثبيت إلى المعالجة الكاملة والعديد من الطابعات كانت تعتمد على الأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100٪.
استقطاب أكبر عدد من المشاركين في تاريخها ، جائزة Label Industry العالمية للابتكار ، برعاية Label&؛ ويب ضيق ، ملصقات& ؛ فاز كل من Mark Andy و Flint Group Narrow Web بمجلات Labeling و NarroWebTech. تم تكريم Flint Group لتقنية الحبر Ekocure UV-LED الخاصة بها ، والتي وصفها الحكام بأنها توفر استجابة محسنة للعلاج ، وتوفير التكلفة والإنتاجية ، وتقليل النفايات ، وتوفير الطاقة ، وتعزيز السلامة التي سيكون لها بلا شك تأثير كبير على مستقبل الملصق صناعة. تم تكريم Mark Andy لتقنية المعالجة بالحبر ProLED التكميلية ، والتي توفر معدلات إنتاج عالية وتوفيرًا في الطاقة بنسبة 50٪.
المزيد من موردي تركيبات المواد
عند ظهور علاج UV-LED ، منذ حوالي عشر سنوات ، كانت أنواع قليلة جدًا من الأحبار والطلاء والمواد اللاصقة متوافقة مع تقنية UV-LED. كما يوضح الشكل 2 ، فإن توزيع الطاقة الطيفية لمصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية يختلف تمامًا عن توزيع مصابيح الزئبق وهو بالفعل في نطاق أضيق كثيرًا. يتطلب هذا الاختلاف تركيبات مادية جديدة.
