Aktualności i przegląd rynku

Systemy utwardzania UV oparte na lampach bezelektrodowych

Artykuł ma na celu przedstawienie czytelnikom podstawowych informacji na temat zasilanych mikrofalowo, bezelektrodowych lamp UV stosowanych w technologii utwardzania lakierów, klejów, tuszy drukarskich oraz innych powłok ochronnych i dekoracyjnych. Ponadto w tekście zawarto porównanie wad i zalet lamp bezelektrodowych w stosunku do tradycyjnych lamp o międzyelektrodowym wyładowaniu łukowym.

Budowa

Podstawowe różnice pomiędzy elektrodowymi, a bezelektrodowymi lampami UV wynikają ze sposobu zasilania. W przypadku tych drugich mamy do czynienia z zasilaniem za pomocą mikrofal. Bezpośrednim źródłem zasilania, a więc generatorem mikrofal jest magnetron, podobnie jak w popularnych kuchenkach mikrofalowych. Fale mikrofalowe o częstotliwości ok. 2,45 GHz, za pomocą wewnętrznych falowodów docierają do lampy, gdzie pomijając opis zjawisk z zakresu fizyki kwantowej, powodują emisję fal z zakresu dł. UV.

Widmo tej emisji uzależnione jest od składu gazu zawartego wewnątrz lampy. Oprócz rtęci, wewnątrz bańki ze szkła kwarcowego znajdują się różne domieszki pierwiastków z grupy chlorowców, a dokładna ich zawartość jest tajemnicą producenta. Podstawowa jednostka stanowiąca kompletny system składa się z modułu zasilacza, modułu promiennika, detektora RF oraz kabli połączeniowych. Na rys. 1 przedstawiono budowę modułu promiennika, stanowiącą ilustrację do powyższego opisu. Zaletą bezelektrodowego zasilania lamp jest brak efektu utraty mocy i rozmycia widma promieniowania prze cały okres użytkowania lampy. W tradycyjnych lampach elektrodowych spowodowane jest to rozpylaniem materiału elektrod, co powoduje jego osadzanie na wewnętrznej powierzchni szklanej bańki i zmianę warunków propagacji fal do otoczenia. Prekursorem bezelektrodowych systemów utwardzania UV jest amerykańska firma Fusion UV Systems Inc., która posiada 35-letnie doświadczenie w tej dziedzinie. Produkuje ona kilka modeli urządzeń, które dzięki kompaktowej konstrukcji umożliwiają w sposób elastyczny budować, czy też modernizować linię technologiczną (rys. 2).

Dostępne są trzy wartości mocy promieniowania: 120, 200, 300 W/cm oraz dwie szerokości lamp: 15 oraz 25 cm. Moduły promienników można montować jeden obok drugiego, bez martwych stref, co daje możliwość budowy systemów utwardzania o dowolnej szerokości. Ponadto moduły można montować dowolnie w każdej pozycji i elastycznie dostosować do dowolnej aplikacji. Chłodzenie realizowane jest za pomocą powietrza dostarczanego z zewnątrz, przy czym dostępne są również modele ze zintegrowanymi wentylatorami. Reflektor, który stanowi integralną część modułu promiennika jest standardowo wyprofilowany w kształcie elipsy i ogniskuje promienie UV w odległości 53 mm od dolnej powierzchni modułu promiennika (rys. 3).