Sistema de curado por LED UV en impresoras flexográficas.

 

Los sistemas de curado por LED UV se utilizan sobre materiales que contienen fotoiniciadores, en aplicaciones de pegado de adhesivos industriales, procesos de sellado, para el secado de tintas, lacas, pinturas y limpieza de pieles. La luz, especialmente la UV, realiza una fotopolimerización o curado por radiación. El curado por radiación es mucho más rápido que el tratamiento térmico aumentando la velocidad de producción además de reducir la necesidad de espacio en las máquinas. Panasonic ofrece sistemas de curado con haz puntual y lineal. Los sistemas con haz puntual utilizan un controlador al que se pueden conectar 4 cabezales que proyectan haces con un diámetro de hasta 10mm. Panasonic ofrece varios sistemas con distintas longitudes de onda (365nm, 385nm, y 405nm) para adaptarse a los diferentes tipos de fotoiniciación de los materiales. El sistema de curado con haz lineal ofrece cabezales con una anchura de radiación efectiva de casi 400mm. Dependiendo de la distancia de trabajo, la intensidad de radiación puede llegar a los 4.600mW/cm2.

La tecnología LED proporciona un secado instantáneo en papel, plásticos o soportes metalizados, y ya que elimina la necesidad de utilizar polvos antimaculantes, ofrece también beneficios medio-ambientales

Las unidades de potencia y control LED son compactas y altamente eficientes en energía, ya que sólo necesitan un 50-70% de la energía requerida por la LEC-UV y el 20% -30% de la energía requerida por los equipos UV convencionales, al tiempo que ocupa una huella de impresión significativamente más pequeña. Debido a que estas están completamente integradas en la funcionalidad de la máquina de impresión, la segmentación de potencia de salida ofrece aún más ahorro. El secado LED también elimina la posibilidad de marcar problemas en la máquina de impresión y combina un brillo más alto de los colores con una mayor nitidez, sin la necesidad de barnizados protectores.

La tinta se seca instantáneamente a través de la exposición a la luz de LED por lo que no se requiere protección adicional de la superficie y debido a que el proceso de LED genera luz sin calor, las máquinas pueden funcionar con bajas temperaturas de pila sin arrollar pliegos u otros problemas de registro.

 Bajo consumo de energía.

La unidad UV-LED consume unos 60W de electricidad para las lámparas, más otros 20W adicionales para el ventilador y el circuito de control de salida. Así, el consumo de energía total de la unidad UV-LED es de unos 80W. La emisión total de energía luminosa UV de la unidad es de unos 10W.

En comparación, el consumo total de la lámpara HM convencional es de unos 1,2KW/lámpara. Solo comparando el sistema de exposición, el consumo energético de la lámpara HM es unas 15 veces superior al del sistema de curado UV-LED.

Sin embargo, dado que las unidades UV-LED se pueden encender o apagar de forma casi instantánea, los impresores solo tienen que encenderlas durante el ciclo de impresión. Una vez se ha apagado una lámpara HM, ésta no se puede volver a encender hasta que se haya enfriado por completo, por lo que suele dejarse siempre en funcionamiento mientras la impresora está en uso.

Con un índice de funcionamiento del 50%, una lámpara HM consume un promedio de 30 veces más electricidad que una lámpara UV-LED.

En realidad, las impresoras basadas en sistemas HM y UV-LED comparten elementos como los motores, la electrónica de control y el suministro de tinta. Por ese motivo, la diferencia real en el consumo eléctrico de la impresora en su conjunto sería menor. Aun así, una impresora con una lámpara HM consume entre tres y diez veces más electricidad que una con UV-LED. El uso de UD-LED como fuente de luz para el curado implica una reducción del tamaño total de la impresora frente al volumen de un equipo con lámparas HM, ya que apenas se requiere refrigeración o ventilación y la fuente de alimentación puede ser más pequeña.

 Larga vida útil.

La vida útil de una lámpara HM suele rondar las 1.000 horas (hasta que alcanza un 30% de reducción de luz). Si la lámpara funciona 8 horas diarias, tendrá que ser sustituida en 125 días (unos 6 meses suponiendo 20 días de funcionamiento al mes).

La vida útil de un solo chip con UV-LED es de 10.000 – 15.000 horas, en función de la disipación del calor. Si una unidad UVLED funciona 8 horas al día, con 10.000 horas de vida útil, duraría 1.250 días (unos 5 años, calculando 250 días laborables por año). Puesto que las unidades UV-LED se apagan cuando no se imprime, la vida útil real sería mayor. La mayoría de unidades UV-LED no necesitarían ser sustituidas durante toda la vida útil de la impresora.

 Intensidad de luz ajustable.

Dentro del tubo de descarga de una lámpara HM, la corriente eléctrica debe mantenerse por encima de un valor fijo para mantener la descarga. Esto limita el control sobre la regulación de la luz. Dado que las impresoras de inyección de tinta pueden variar la velocidad de dos a cuatro veces, es aconsejable disponer de algún tipo de regulador para mantener un curado constante, independientemente del modo de impresión. Con la tecnología UV-LED, el volumen de luz se puede controlar constantemente entre cero y la potencia máxima de salida, ya sea variando la corriente o pulsando los LED individuales selectivamente. Por ese motivo, siempre se dispone de la intensidad adecuada.

 Sin sobrecalentamiento de materiales.

La superficie de cristal de la lámpara HM alcanza temperaturas muy elevadas. No solo emite luz UV, sino también luz visible, luz infrarroja y radiación infrarroja lejana, hasta el punto de que ciertos materiales pueden sobrecalentarse y sufrir distorsión.

Con la tecnología UV-LED, la temperatura del chip UV-LED apenas aumenta, por lo que el material no se calienta. Además, solo emite luz UV, con un pico de 365-390nm. Las impresoras UV-LED pueden manejar numerosos materiales que serían vulnerables al calor que emiten las lámparas HM.

 Sin ozono. 

La tecnología UV-LED no contiene luces UV con componentes de longitud de onda corta de menos de 280nm correspondientes a UV-C, causantes de la generación de ozono. En consecuencia, la tecnología UV-LED no genera ozono. Por ello, no es necesario preparar ningún tipo de ventilación especial para eliminar el ozono.

 En los últimos años, la producción en masa ha reducido el elevado coste original de las unidades UV-LED. Actualmente, la tecnología UV-LED no solo es superior a las lámparas HM, sino que su coste también es inferior. Gracias a sus muchas ventajas, el uso de los sistemas UV-LED está destinado a aumentar dentro del sector.