UV-tulostustekniikat ja ominaisuudet

Yleisesti ottaen UV-tulostus käsittää seuraavat tekniikoiden luokat:

1. UV-valonlähdelaitteet

Tähän sisältyvät lamput, heijastimet, energianhallintajärjestelmät ja lämpötilan säätö- (jäähdytys-) järjestelmät.

(1) Lamput

Yleisimmin käytetyt UV-lamput ovat elohopeahöyrylamppuja, jotka sisältävät elohopeaa putken sisällä. Joissakin tapauksissa spektraalisen tehon säätämiseksi lisätään muita metalleja, kuten galliumia.

Metallihalidilamppuja ja kvartsilamppuja käytetään myös laajalti, ja monet niistä tuodaan edelleen maahan.

UV-kovetuslamppujen lähettämän aallonpituusalueen on oltava noin 200–400 nm, jotta ne kovettavat tehokkaasti.

(2) Heijastimet

Heijastimen päätehtävänä on ohjata UV-säteily takaisin alustaa kohti kovettumistehokkuuden lisäämiseksi (UV Tech Publications, 1991). Toinen tärkeä tehtävä on auttaa ylläpitämään sopivaa lampun käyttölämpötilaa.

Heijastimet on tyypillisesti valmistettu alumiinista, ja heijastavuuden on yleensä oltava noin 90 %.

Heijastimia on kahta perusmallia: fokusoitu (elliptinen) ja ei-fokusoitu (parabolinen), ja valmistajien kehittämiä lisämuunnelmia on olemassa.

(3) Energianhallintajärjestelmät

Nämä järjestelmät varmistavat, että UV-tuotto pysyy vakaana, säilyttäen kovettumistehokkuuden ja yhdenmukaisuuden samalla kun ne mukautuvat eri tulostusnopeuksiin. Jotkut järjestelmät ovat elektronisesti ohjattuja, kun taas toiset käyttävät mikrotietokoneohjausta.

 

2. Jäähdytysjärjestelmät

Koska UV-lamput lähettävät UV-säteilyn lisäksi myös infrapunalämpöä (IR), laitteet toimivat korkeissa lämpötiloissa (esimerkiksi kvartsipohjaisten lamppujen pintalämpötila voi nousta useisiin satoihin celsiusasteisiin).

Liiallinen kuumuus voi lyhentää laitteiden käyttöikää ja aiheuttaa alustan laajenemista tai muodonmuutoksia, mikä johtaa kohdistusvirheisiin tulostuksen aikana. Siksi jäähdytysjärjestelmät ovat kriittisen tärkeitä.

 

3. Musteen syöttöjärjestelmä

Verrattuna perinteisiin offset-musteihin, UV-musteilla on korkeampi viskositeetti ja suurempi kitka, ja ne voivat aiheuttaa kulumista koneen osille, kuten peitteille ja teloille.

Siksi tulostuksen aikana suihkulähteen mustetta tulee sekoittaa jatkuvasti, ja mustejärjestelmän telojen ja peitteiden tulee olla materiaaleja, jotka on suunniteltu erityisesti UV-tulostukseen.

Musteen vakauden ylläpitämiseksi ja lämpötilaan liittyvien viskositeetin muutosten estämiseksi myös telojen lämpötilan säätöjärjestelmät ovat tärkeitä.

 

4. Lämmönpoisto- ja poistojärjestelmät

Nämä järjestelmät poistavat musteen polymeroinnin ja kovettumisen aikana syntyvän ylimääräisen lämmön ja otsonin.

Ne koostuvat tyypillisesti pakokaasumoottorista ja kanavajärjestelmästä.

[Otsonin muodostuminen liittyy pääasiassa alle 240 nm:n UV-aallonpituuksiin; monet nykyaikaiset järjestelmät vähentävät otsonia suodatettujen tai LED-lähteiden avulla.]

 

5. Painomusteet

Musteen laatu on kriittisin UV-tulostukseen vaikuttava tekijä. Värintoiston ja värialueen lisäksi musteen painettavuus määrää suoraan lopullisen tulosteen tarttuvuuden, lujuuden ja hankauksenkestävyyden.

Fotoinitiaattoreiden ja monomeerien ominaisuudet ovat olennaisia ​​suorituskyvyn kannalta.

Hyvän tarttuvuuden varmistamiseksi substraatin pintajännityksen (dyneä/cm) on oltava suurempi kuin musteen, kun märkä UV-muste koskettaa alustaa (Schilstra, 1997). Siksi sekä musteen että alustan pintajännityksen hallinta on keskeinen tekniikka UV-tulostuksessa.

 

6. UV-energianmittauslaitteet

Koska tekijät, kuten lampun ikääntyminen, tehonvaihtelut ja tulostusnopeuden muutokset, voivat vaikuttaa kovettumiseen, on tärkeää seurata ja ylläpitää vakaata UV-energiantuottoa. Siksi UV-energian mittaustekniikalla on keskeinen rooli UV-tulostuksessa.