УФ-светодиоды (LED UV). Преимущества и недостатки.

 Использование светодиодов в системах УФ-отверждения становится все более и более распространенным. Благодаря очевидным достоинствам светодиодов, например, таким как снижение теплового выделения, мгновенное включение и выключение, отсутствие движущихся частей, светодиодные УФ-системы имеют определенные преимущества, но при этом более высокую первоначальную стоимость и особенности их применения.

 Британский производитель УФ-систем, компания GEW Limited много лет активно занимается исследованием потенциала УФ-светодиодов, но при этом серьезно настроен на дальнейшее развитие технологии с использованием обычных дуговых ламп для печати этикетки, декорирования металла и других промышленных назначений. Для того, чтобы правильно понять возможности и потенциальные заблуждения по поводу светодиодов, требуется подробное исследование светодиодной технологии.

 Малькольм Рэй, директор компании GEW разъясняет: «Процент электрической энергии, преобразованной в УФ-излучение у светодиодов очень схоже с этим показателем у дуговых ламп – от 25 до 30%. Общие требования мощности для светодиодной системы также подобны данным обычных систем – около 100 Вт/см». Это может стать сюрпризом, учитывая что именно энергосбережение, читается отличительной особенностью светодиодов. «Светодиоды действительно существенно более эффективны по сравнению с УФ-системами старого поколения, но, если провести аналогию с современными системами УФ-отверждения, различия в работе минимальны», говорит Рэй. «Реальное преимущество в использовании энергии в светодиодных системах заключается в том, что они мгновенно включаются и выключаются, не требуя циклов разогрева и режима ожидания, характерных для дуговых ламп. Это значительно снижает потребление непроизводственной энергии и может сделать светодиоды привлекательной альтернативой с точки зрения энергосбережения для производств с малыми тиражами и режимами ожидания с высоким расходом энергии».

 Второй важный фактор – это эффективность затрат во время срока службы. Светодиоды потенциально работают больше 20 000 часов, что примерно в 7-10 раз дольше, чем у дуговой лампы с ее 2-3 тысячами часов.

 В связи со схожей производительностью и использованием мощности, выработка нежелательного тепла светодиодами подобна этому же показателю у дуговых ламп. Однако в светодиодных системах большая часть этого тепла абсорбируется теплоотводами, охлаждаемыми водой и расположенными за источником света, поэтому только УФ-лучи испускаются на материал. В системах с дуговыми лампами и УФ-излучение и тепло распространяются во всех направлениях. Для того, чтобы развернуть УФ-лучи в сторону материала и абсорбировать максимально возможное количество тепла, требуются специальные рефлекторы. Поэтому светодиодные системы могут полимеризовать термочувствительные материалы без охлаждаемых водой валов, хотя в этом необходимо убедиться в каждом конкретном случае.

 И так, в каких особых обстоятельствах следует использовать УФ-светодиоды? В сравнении с широким спектральным излучением дуговых ламп светодиоды вырабатывают узкую полосу длинной УФ-волны высокой интенсивности. Она может проникать в плотные, высокопигментированные краски гораздо лучше, чем УФ-излучение дуговых ламп, таким образом поддерживая высокие рабочие скорости, которые всегда были сложной сферой применения. Некоторые специальные краски с низкой миграцией также продемонстрировали более высокие рабочие скорости при полимеризации с использованием УФ-светодиодов. В дополнение, недостаток коротковолнового излучения подразумевает отсутствие выработки озона, ликвидируя необходимость вытяжки и позволяя экономить на существенных расходах на отвод воздуха. Однако, вытяжка, все-таки, может понадобиться для того, чтобы предотвратить накапливание запахов краски и ее полимеризации в рабочей зоне. Светодиоды – полупроводниковые компоненты, таким образом, это высокоточный и непрерывно контролируемый  источник УФ-излучения. Оператор может более качественно настраивать мощность рядов светодиодов по своим требованиям и контролировать выходную УФ-мощность и качество выпускаемой продукции более точно, чем когда бы то ни было. Ряды светодиодов можно отключать (по ширине), например, выключая внешние края при использовании более узкого полотна, кроме того, есть выбор спектрального излучения.

 В силу вышесказанного светодиоды являются более гибкими и приспосабливаемыми к конкретным потребностям. «В промышленности, где универсальность и скорость все больше ценятся пользователями, светодиоды являются современным решением для передовых и узконаправленных применений, а кроме того, решением на будущее для использования во всех случаях, где производительность, мощность и стоимость будут более конкурентными по сравнению с теми же параметрами в системах с дуговыми лампами», говорит Рэй. «Мы в GEW полагаем, что несложные решения являются самыми лучшими. Светодиоды являются самой простой и самой эффективной технологией для некоторых печатных применений, в особенности для струйной печати. Наши светодиодные решения для этого вида промышленности можно очень просто установить на флексографскую машину, но это не значит, что данная опция будет автоматически самой лучшей для каждого клиента».

 Стоимость светодиодных красок и систем, вероятно, будет падать, а производительность увеличиваться. На сегодняшний день светодиоды – это более дорогая альтернатива, но, если текущие тенденции сохранятся, они станут привлекательным предложением в будущем. Учитывая, что производители этикеток не захотят дублировать краски на складе специальными, подходящими к светодиодным системам и не будут иметь желания осваивать новый процесс, потребность в энергоэффективных системах с использованием дуговых ламп будет продолжать расти.

 «Компания GEW активно работает с производителями красок для того, чтобы исследовать и разрабатывать дополнительные возможности светодиодов во всех секторах промышленности, но мы точно так же придерживаемся решения развивать сильные стороны уже зарекомендовавшей себя, успешной технологии. GEW предлагает своим клиентам квалифицированные и объективные советы по подбору более подходящей технологии – светодиодной системы или со стандартными дуговыми лампами – для конкретного производственного сценария», говорит Рэй. «Параллельно с развитием УФ-светодиодных решений, компания GEW работала над новым электронным блоком управления RHINO который еще больше увеличивает производительность и эффективность нашей энергосберегающей системы E2C с дуговыми лампами»