선택시 UV 플러드 경화 시스템 , 광고된 경화 영역과 다양한 시스템의 피크 강도를 비교하고 더 높은 값이 더 높은 광 전달을 의미한다고 가정하는 것은 비교적 쉽습니다. 그러나 사용자는 시스템에서 방출되는 빛의 균일성을 얼마나 자주 고려합니까? 균일성은 방출이 경화될 전체 영역에서 피크 강도에 얼마나 가까운지를 측정하는 것이며, 다른 경화 장치 간에 크게 다를 수 있습니다.
UV 접착제를 경화할 때 성공적인 경화를 위한 가장 중요한 요소는 일반적으로 총 광량입니다. 총량은 조사 시간에 강도를 곱한 것으로 정의됩니다. 플러드 경화 시스템을 선택할 때 사용자는 일반적으로 완전 경화를 달성하기 위해 일정 시간 동안 전달할 수 있는 강도 수준을 찾습니다. 시간과 강도의 조합은 접착제가 완전 경화를 달성하기 위해 필요한 것과 경화 단계가 병목 현상이 되기 전에 프로세스에서 사용할 수 있는 시간을 포함한 여러 요인에 의해 결정됩니다.
가장 간단한 방법으로 사용자는 광고된 피크 강도와 경화 영역을 보고 두 개의 플러드 큐어링 시스템을 비교하여 정의된 기간 동안 전달된 총 조도를 가정할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 프로세스가 적절한 복용량을 제공할 것이라고 가정할 수 있습니다. 그러나 균일성의 차이는 전달되는 복용량에 영향을 미치고 해당 플러드 큐어링 시스템의 최적 설정을 변경할 수 있습니다.
의료 기기 본딩과 같은 많은 응용 분야에서 경화된 부품의 고장은 현장에서 선택 사항이 아닙니다. 부품은 백신 투여 및 내시경 시술과 같은 최종 제품의 중요한 최종 사용 응용 분야로 인해 안전하고 신뢰할 수 있게 작동해야 합니다. 이러한 이유로 부품은 품질과 신뢰성을 보장하기 위해 광범위한 테스트를 거칩니다.
신뢰성이 가장 중요하지만, 경화 프로세스를 설정할 때 시간은 종종 중요한 2차 고려 사항입니다. 이러한 프로세스를 만들고 수행하는 엔지니어와 운영자는 적절한 경화의 확실성을 균형 있게 유지하면서도 경화 단계가 나머지 작업의 속도를 늦추지 않도록 시스템 설계를 신중하게 고려해야 합니다.
최적화된 경화
대부분의 제조업체는 주어진 홍수 경화 장치에 대한 경화 영역과 피크 강도를 광고합니다. 그러나 그 피크 강도는 종종 경화 영역 중앙의 작은 원에서만 전달됩니다. 경화 영역의 가장자리로 갈수록 강도가 상당히 떨어지고 모서리에서는 훨씬 더 크게 떨어지는 것이 일반적입니다. 그 차이는 램프와의 거리가 멀어질수록 커질 뿐입니다.
그림 1과 2는 두 가지 다른 LED 플러드 큐어링 에미터의 균일성 프로파일을 보여줍니다. 이 두 에미터는 동일한 큐어링 영역과 정격 강도를 가지고 있습니다. 데이터 시트의 선만 보면, 이것들이 같은 방식으로 수행된다는 결론을 내릴 수 있습니다.
그림 1. 5 x 5인치 LED 플러드 이미터 1.
중앙의 피크 강도는 두 가지 모두 비슷하지만 LED 플러드 에미터 1에서는 그 피크의 50% 이하로 강도가 떨어집니다. LED 플러드 에미터 2는 10% 미만의 감소를 보입니다(그림 2 참조). 이 차이는 사용자의 프로세스에 몇 가지 의미를 가질 수 있습니다.
그림 2. 5 x 5인치 LED 플러드 방출기 2.
여러 영역에 광경화성 코팅이 적용된 인쇄 회로 기판의 경우를 생각해 보세요. 이 가상 보드는 플러드의 경화 영역과 거의 같은 크기이며 전체 너비에 코팅이 적용되었습니다. 이 경우 LED 플러드 방출기 1은 광고된 피크의 절반 미만의 강도를 PC 보드의 가장자리 방향으로 적용된 코팅에 전달합니다.
이전에 언급했듯이 총 선량은 조사 시간에 강도를 곱한 것입니다. 올바른 총 선량을 얻으려면 LED 플러드 에미터 1은 광고된 피크 강도가 암시하는 선량을 달성하기 위해 보드에 빛을 노출하는 시간을 두 배로 늘려야 합니다.
반면 LED 플러드 에미터 2는 가장자리로 갈수록 강도가 약간 떨어지기 때문에 노출 시간을 약간만 늘리면 됩니다. 또한 보드 중앙의 영역은 상당히 높은 선량을 받게 됩니다. 광경화 재료의 과경화 위험은 과소경화보다 훨씬 낮은 경향이 있지만 기판에 과도한 열과 경화 시간을 추가할 가능성은 여전히 있습니다.
또한, 더 균일한 균일성 프로필을 갖춘 플러드 경화 시스템은 사용을 더 잘 최적화할 수 있습니다. 가장자리에서 완전한 경화를 달성하기 위해 LED 플러드 방출기 1은 가장자리에 최소한의 조도를 얻기 위해 최대 출력에 훨씬 더 가깝게 실행되어야 합니다. LED 플러드 방출기 2는 사용자가 플러드 경화 시스템을 더 낮은 설정에서 실행할 수 있는 옵션을 제공하여 하드웨어에 덜 스트레스를 가합니다. LED 시스템에서는 일반적으로 광고된 수명을 훨씬 넘어 LED의 수명을 연장할 수 있습니다.
또는 사용자는 경화 시간을 줄이기 위해 강도를 높일 수 있습니다. 이렇게 하면 경화 프로세스가 빨라지고 처리량이 증가합니다. 경화 시간을 절반으로 줄이면 조립 라인의 출력이 두 배로 늘어나 완성된 구성 요소를 훨씬 더 빨리 만들 수 있으며 품질이나 신뢰성이 떨어지지 않습니다.
균일성이 더 좋은 경화 시스템은 공정을 확립하고 공정 제어를 유지하는 데 필요한 노력을 줄일 수도 있습니다. 어떤 공정에서든 방사계를 사용하여 전달된 강도를 확인하는 것이 매우 중요합니다. 균일성이 낮은 홍수의 중심에서 전달된 피크 강도를 기반으로 공정을 설정한 사용자는 경화 영역 전체에서 더 자주 그리고 더 많은 지점에서 강도를 측정하여 경화 공정에 적절한 강도가 전달되는지 확인해야 합니다.
균일성이 낮으면 경화 시스템이 제공할 수 있는 것과 완전한 경화를 달성하는 데 필수적인 것 사이의 사용 가능한 안전 계수도 줄어듭니다. 광원의 강도 출력이 사용에 따라 저하되면 공정이 위험해질 수 있습니다. 사용자는 더 자주 공정 튜닝을 수행하거나 새로운 장비를 더 일찍 설치해야 합니다. 균일성이 더 나은 시스템은 측정 지점 수를 줄이고 저하에 대한 여유를 늘리고 장비를 더 오래 사용할 수 있게 하여 공정 제어에 사용되는 노력을 줄일 수 있습니다.
다중 경화 장치
다음의 경우를 생각해 보세요. 광경화 컨베이어 여러 개의 나란히 있는 플러드 램프가 있습니다. 이 상황에서 처리량 속도는 종종 신뢰할 수 있는 프로세스와 함께 가장 중요한 요소입니다.
그림 3과 4는 두 개의 플러드 램프와 같은 여러 경화 장치를 함께 사용할 때 균일성의 영향이 어떻게 확대되는지 보여줍니다. 컨베이어에 설치되면 LED 플러드 방출기 1은 경화 영역 중앙에서 견고한 피크 강도를 제공하지만 두 방출기 사이에 강도가 낮은 눈에 띄는 골짜기가 있습니다. 중앙의 피크 강도에서 약 25%로 감소가 상당합니다.
그림 3. 두 개의 방출기를 나란히 배치한 LED 플러드 1의 균일성 프로파일. 동그라미로 표시된 영역은 배열 중앙에서 강도가 감소한 것을 보여줍니다.
한편, 사용자는 종종 경화 공정을 설계하여 부품을 컨베이어 중앙에 두거나 컨베이어의 전체 너비를 사용합니다. 불행하게도 부품은 경화 영역 중앙에서 두 밴드에서만 전체 복용량을 받을 수 있습니다.
앞서 언급했듯이, 사용자는 이제 중앙 섹션이 적절한 복용량을 받도록 하기 위해 더 높은 강도로 홍수 경화 시스템을 실행해야 하며, 동시에 장비에 스트레스를 더해야 합니다. 또는 노출 시간을 늘리기 위해 전달 속도를 낮출 수도 있습니다. 이 경로는 사이클 시간이 늘어나는 대가를 치르더라도 올바른 복용량을 받도록 보장합니다.
그림 4. 2개의 에미터가 나란히 배열된 LED 플러드 2의 균일성 프로파일. 뛰어난 균일성으로 가장자리 영역에서 낙하가 발생하지 않습니다.
반면, LED 플러드 에미터 2는 훨씬 더 균일하며 나란히 배열된 중앙에 홈이 없습니다(그림 4 참조). 따라서 사용자는 더 낮은 강도 설정을 사용하거나 컨베이어 속도를 높여 프로세스를 최적화할 수 있습니다. 이제 사용자는 제품 처리량 증가 또는 장비의 장기적 실행 가능성의 이점을 얻습니다.
장기적 금전적 이점
균일한 조명 공급을 고려함으로써 엔지니어, 운영자, 그리고 궁극적으로 사용자는 전반적인 경화 프로세스에서 이점을 얻을 수 있습니다. 이는 품질이 좋지 않아 폐기물이 감소하여 비용을 절감하거나 더 많은 제품을 더 빠르게 공급하여 수익을 늘릴 수 있습니다. 플러드 경화 장치 데이터 시트의 간단한 사양에서 항상 쉽게 알 수 있는 것은 아니지만, 사용자는 경화하려는 부품의 모든 영역에 공급되는 용량을 고려하고 선택하는 장비의 프로필을 연구해야 합니다.
2021년 9월 디지털 버전의 Adhesives & Sealants Industry 잡지에 게재되었습니다.