首先我们都知道,整个UV工艺的设计及选型,均是以满足客户产能及工艺特性要求为终目的。产品性能及工艺要求、UV化学原材料、UV固化设备三者有着紧密的联系,是保证生产工艺稳定性及产品品质稳定的重要基础,所以一般从以下三个方面考虑UV固化工艺的设计:
1. 根据产品满足客户,行业标准及法规,使用环境要求特性定工艺方向,依据产品订单量计算产能,从而确定生产节拍。
2. 如若选择UV固化工艺,依据性能要求确认化学原材料(胶水,涂料,油墨),选择满足性能要求的化学原材料(很多项目客户也会给品牌和型号),待UV材料确定后,再考虑UV设备选型。
3. UV设备的选型,是为了满足UV原材料自身的固化要求为前提(需要达到UV材料TDS要求的光强及能量,这里要注意,光强及能量是达到UV涂层的实际剂量,包括表层及底层,也包括产品的各个面),满足客户产能及产品性能为终目的。
其中UV光源的选择依据先后考虑因素分别为:波长、光强、能量,三者的关系及原理具体可具体参照“UV固化三要素”一文哦!
波长:跟灯管选型相关,不同灯管的UV波段输出不同。以无极灯光谱图为例,灯管的选型需符合UV原材料中光引发剂的吸收波长要求,否则没法实现较好的光化学交联反应。
光强:可简单理解为能量密度,是UV光到达UV涂层的单位时间、单位面积能量能力的量化数值;它只跟UV光源自转化光强度的能力及距离相关,跟UV光源数量及UV曝光时间无关。
能量:跟设备的输出功率,曝光时间均成正比关系,跟光强成积分关系,因为产品经过UV光源吸收的能量是正态曲线分布关系,这也是要求被固化面垂直于UV灯管摆放方向经过UV光源性能好的原因(距离越远,光强越弱,不同点上的能量总值相差较大,平行摆放及固定曝光会造成光强及能量不均)。
除上述这几点外,复杂的UV项目设计时还需考虑产品形状尺寸,耐温情况,产品摆放方式,运动轨迹,尾气排放,臭氧,新产品,产线升级,产线安全等众多因素带来的影响,且由于不同行业,不同产品,不同应用,方案均不相同。
UV方案确定后,UV设备的转化率,也是重要的考量点。UV化学原材料一定,UV的光强能量要求也是固定的,UV光源的转化率越高,越节能,产生的热量也越小,温度控制则相对更为容易,这时就可以简化产线UV段设计结构,降低故障率及辅助能耗,而单从能耗角度考虑,LED相对节能,无极灯次之,有极灯相对高能耗。
在具体UV光源品牌及型号的选择之时,还应考虑设备的自身稳定性、售后及运营成本等问题,因为UV往往是工艺中较靠后的一个环节,UV固化后的产品很难返修,而设备往往是一次性投资,合理的设备选择可以减少生产的隐性成本,需要考虑如UV光源在生产工艺中的适用面、宕机率、产品品质稳定性、良率、能耗等等,再做出正确的选择。