Grundlagen der LED-UV-Technologie

UV-HÄRTUNG MIT LEDS

Physikalisch gesehen ist Licht eine elektromagnetische Strahlung. Für das menschliche Auge sichtbares Licht liegt im Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm. Daran grenzen die Bereiche des UV-(Ultraviolett) und IR-Lichts (Infrarot). Die in Licht enthaltene Energie ist in vielfältiger Weise nutzbar. So nutzen strahlenhärtende Systeme das UV-Licht (Wellenlängen zwischen 100 und 380 nm), um damit z.B. Farben, Lacke, Silikone, Versiegelungen und Klebstoffe zu härten. Neben UV-Bogenlampen finden in der industriellen Härtung seit der Jahrtausendwende zunehmend LED-Systeme Verwendung.

 

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Funktionsweise der UV-LED-Hochleistungsaggregate

Für die industrielle Nutzung von LEDs (kurz LED von englischlight-emitting diode‘) werden Leuchtdioden, je nach Leistungsbedarf, in kleineren Baueinheiten verschaltet. Die so entstehenden Module können dabei 100 und mehr LEDs aufnehmen. Über eine intelligente Verschaltung werden diese LEDs angesteuert und lassen sich damit auch in Zonen schalten. Die Zonenschaltung erlaubt eine Adaption auf die Arbeitsbreite und bietet damit ein Energiesparpotential.

 

Natürlich erzeugen die kompakten Leistungspakete Abwärme. Generell gilt: Je höher die Effizienz der einzelnen LED, desto weniger Abwärme wird erzeugt. Für eine hohe Lebensdauer muss die entstehende Abwärme abgeführt werden. Gelingt dies mit einer hohen Effizienz, so ist mit der langen Lebensdauer auch eine hohe Emission verbunden.

 

Aufgabe in der Entwicklung ist es, die Strahlenemission der LED möglichst ohne Verluste auf das Substrat zu bringen. Hierfür ist die optische Auskopplung von entscheidender Bedeutung.

 

Die Themen der thermischen und optischen Auskopplung wurden durch die XT8-Technologie erfolgreich umgesetzt. Damit verbunden ergibt sich eine Einsparung von 30%.

Kompakt und kaskadierbar für verschiedenste Anforderungen

Die kompakten LED-Systeme sind in Abhängigkeit der Modulbreiten kaskadierbar und damit längenvariabel. Eine Herausforderung für die Kaskadierung stellen die Versorgungsleitungen dar. Werden nun Module aneinandergereiht, so würde eine Parallelschaltung dieser Versorgungen erforderlich werden. Zur Umgehung der Problematik wurde diese Anforderung schon im Layout berücksichtigt und durch ein internes Versorgungssystem gelöst.

Vorteile der LED-UV-Technologie

Die LED-Technologie wird in der industriellen Trocknung bzw. Härtung überall dort eingesetzt, wo ihre spezifischen Vorzüge verlangt sind.

 

Vorteile von Leuchtdioden wie

  • sofortige Einsatzbereitschaft
  • hochfrequenter Taktbetrieb
  • geringer Wärmeeintrag
  • hohe Effizienz
  • lange Lebensdauer oder
  • kompakte Bauweise,

 

sind auch im privaten Alltag bekannt. Sie sind ein bedeutender Grund für die Erfolge von LEDs, z.B. im Wohnbereich oder für die Automobilindustrie. Ein geläufiges Beispiel für die Nutzung der LED-Technologie ist zudem das Polymerisieren (Aushärten) von Kunststoffen in der Zahntechnik:

LED-UV kommt in vielen Industrien zum Einsatz

LED-UV-Systeme kommen sowohl in der Druckindustrie als auch in zahlreichen weiteren Industrien zum Einsatz, wo Beschichtungen und Verklebungen eine Rolle spielen. Diese können beispielhaft nachfolgende Funktionen für Produkte erfüllen

 

  • Dekoration
  • Kennzeichnung
  • Verbindungen
  • Fixierungen
  • Mechanischer Schutz
  • Chemischer Schutz
  • Visuelle Effekte

 

Im Prinzip besteht in der industriellen Trocknung von Farben, Lacken, Silikonen, Versiegelungen oder Klebstoffen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für die LED-Technologie. Auch Nachrüstungen sind möglich. Wenn Sie neue Ansätze verfolgen, so sprechen Sie mit uns. Gerne geben wir Ihnen hierbei Hilfestellung und sichern Ihnen Vertraulichkeit zu.

Messtechnik für die LED-Technologie

Für ein LED-System hat sich in der Messtechnik die Angabe in W/cm² durchgesetzt. Bei dieser Angabe handelt es sich um den Wert der maximalen Intensität pro Flächeneinheit. Da die Intensität jedoch mit zunehmendem Abstand abnimmt, wird häufig der Wert direkt unterhalb des Austrittsfensters angegeben. Für vergleichbare Messergebnisse ist damit der Ort, an dem die Leistung gemessen wurde, ausschlaggebend. Je nachdem, ob an der Chipoberfläche, am Austrittsfenster der Strahlung oder auf Substratebene gemessen wird, ergeben sich unterschiedliche Werte. Ebenso muss die räumliche und zeitliche Verteilung im Messfeld berücksichtigt werden.

 

Weiter ist zu beachten, dass ein geeignetes UV-Messsystem Verwendung finden muss. Dieses zeichnet sich durch eine hohe und möglichst gleichmäßige Empfindlichkeit in dem von der LED emittierten Wellenlängenbereich aus. Gerne erteilen wir Ihnen hierzu Auskünfte.

Ihr Ansprechpartner:

Stefan Feil

Anwendungsentwicklung
+49 7022 6002-700