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UV-LED固化未来或与3D打印制造结合 带来更大市场

来源:八达娱乐 | 时间:2018-12-20

  UV-LED固化是指用LED发出的光使油墨、油漆、涂料、浆料、胶粘剂等流体转变为固体,区别于传统汞灯发出的紫外宽光谱光固化技术,即UV固化。

  UV-LED释放的能量已经可以与传统UV固化灯泡释放的能量相当,甚至更高。16W/cm2的LED固化系统已经正式进入量产两年,基本满足最快的固化速度需要,而且这种LED光源的寿命超过两万小时。复旦大学张善端团队研制出10kW大功率紫外LED固化系统,相关技术正在进行产业化。大连海事大学赵欢等研制了一种阵列型UV-LED光源,可灵活调节辐照面上光功率密度分布,使得三维物体的高效固化成为可能,进入实用还需要一定的时间。

  UV-LED点、面光源设备已经在实际应用。近年来,LED光源在波长控制、出光效率以及大功率LED光源散热技术也在持续改进中,因此,随着LED技术和半导体技术的进展,开发大功率、光强在三维可控、发射波长与光引发剂吸收波长匹配、结构更简单是其发展方向。

  在UV-LED光固化新材料方面,2006年,只有极少数油墨与UV-LED技术兼容。富林特集团在UltrakingXCURA品牌下,选用光引发剂能吸收波长较高部分,推出单张纸和转轮胶印用新型低能耗、UV-LED固化高反应性油墨和涂料。这种油墨可以在特定的非多孔性涂布或非涂布基材上印刷,油墨的反应活性很高,不需要多个固化光源。

  到2013年,20多家油墨和材料供应商支持并配置UV-LED油墨,包括太阳化工、爱克发、德国Ruco、Marabu等公司。相当数量的材料供应商都以他们的材料与UV-LED兼容作为卖点。新的树脂、单体、预聚物以及光引发剂的出现使得UV-LED技术应用越来越广。

  实际应用结果表明,UV-LED固化系统可以提高颜料含量,以获得更鲜艳的色彩。这对UV-LED固化技术应用领域的拓展十分重要,传统UV固化系统中固体粒子容量相对较小,而UV-LED固化系统具有更高的固体粒子容量,表明在该体系中可以加入更多的具有光、声、电磁功能的纳米粒子,极大地拓展了其应用领域。

  目前不仅油墨在广泛应用UV-LED技术,涂料和胶粘剂正在专门配置成为能够UV-LED固化的产品,印刷电路板(PCB)、电子元器件封装也相应地用UV-LED固化替代传统的UV固化。以印刷电路板(PCB)曝光为例,采用扫描式的曝光方式,可以有效地减少UV-LED光源的尺寸面积,进而解决UVLED的散热问题。另外,其还具有光强分布均匀稳定、设备成本低等诸多优点,并且在各项性能上均比传统的曝光工艺高,完全满足PCB曝光工艺。

  在光固化新材料方面,开发新的引发剂、单体、预聚物固化体系,提高光固化反应活性。采用在UV-LED固化系统中加入光、声、uv打印的技术要求电、磁功能纳米材料,形成新的无机功能粉末分散在有机载体中的新型浆料,将之与3D打印制造结合将带来更多技术创新和更大的市场。

  随着UV-LED系统开发技术的成熟,UV-LED固化系统体积变得越来越小,甚至成为便携式。UV-LED光源设备以及油墨、油漆、涂料、浆料等液态光固化系统的创新其直接结果是整体成本下降和应用领域的拓宽。

  法国里昂YoleDeveloppement公司在对UV-LED领域所做的研究中预测制作豆腐技术由于拥有成本低、设备小巧、环境友好的优点,UV-LED芯片和封装市场将有大幅度增长,到2017年将达到2.7亿美元。UV-LED在近几年内有望占据全球UV设备、辅助设备和耗材1/3以上的市场份额。

  UV-LED固化技术具有高效能、无VOC、臭氧以及汞排放、工艺温度低和高固体粒子容量的特点,将成为油墨、油漆、涂料、功能浆料、电子元件封装胶粘剂、3D打印制造领域技术创新和市场的热点。UV-LED固化未来或与3D打印制造结合 带来更大市场