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光固化技術“中國方案”勝出,油墨、塗料、油漆等都有此需求

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光固化技術“中國方案”勝出,油墨、塗料、油漆等都有此需求

發布日期:2017-09-21 作者: 點擊:

幾家國際光纖巨頭企業在小規模使用該係統後,近三年共新增產值18.4億元,新增利潤達3億元。

光固化,一個陌生的名詞。簡單來說,就是在工業生產中通過光照,加速將塗層由液態轉化為固態的過程,這在光纖產業中尤為重要。不久前,上海專家全新研發的紫外光LED“中國方案”,在與國外產品PK中,以優良性能勝出。據悉,這一創新突破不僅將使光纖行業製造實現飛躍發展,也有望推動其他產業變革。在即將召開的第18屆中國國際工業博覽會高校展區中,它將一展真容。

以1/5能耗實現2倍輻射照度

一秒30米,一分鍾1800米,這是一般光纖製造過程中,原料石英棒高溫熔化後快速拉絲的速度,此後塗覆的一層塗料,急需通過紫外光照來快速固化,形成保護性質的塗層,從液態變成固態,生動地說,就是“曬幹”。在這一速度要求下,光的亮度,以及設備使用持久性,成為全球相關領域學者攻關的目標。過去,微波中壓汞燈是常用於光纖拉絲塔的固化裝置。

然而這一傳統光源存在諸多弊端,不僅耗能很高,其發生微波的磁控管在工作時會散發大量的熱。同時,其所能達到的輻射效率也很低。根據光譜測試,中壓汞燈發出的光線中對固化有用的紫外光僅有10%左右,可見光20%,發熱量達到70%。顯然,微波中壓汞燈的固化效率難以滿足光纖行業日益增長的生產需求,也與時下倡導經濟環保的理念相悖。

針對傳統工藝中的各類問題,複旦大學電光源研究所副所長、信息科學與工程學院教授張善端及其團隊,采用紫外LED光源,研發出更為高效的紫外光固化係統,以1/5能耗實現2倍輻射照度、1.6倍的拉絲速度。除了降低能耗的特點外,傳統設備隻有6000小時的壽命,而這套係統則將使用壽命延長到了3萬小時。經過一年多持續運行,幾乎沒有光衰,光電參數依然保持出廠狀態。此外,根據光譜顯示,紫外LED在針對光纖塗料固化的365至385納米波段上,能量非常集中,相比於中壓汞燈對固化更為有利。

二赴工博會,穩固全球第一地位

解放日報·上觀新聞記者獲悉,原來張教授的這一成果雛形,在3年前的工博會上早早亮過相。當時的紫外LED光源能實現每平方厘米200瓦的功率密度,已經達到了全球領先水準。然而那隻是一次初步嚐試,經過幾年來的持續探索,他們不斷將LED技術推向新的高峰。今年工博會,這套針對光纖拉絲塔的紫外LED光固化係統,已將最高封裝功率密度提升至每平方厘米700瓦,穩固了全球第一的技術地位。對此,張善端挺驕傲的,他說:“红杏app掌握了光纖拉絲塔核心技術之一的光纖固化爐技術,這是中國的解決方案。”

光纖拉絲塔用高效紫外LED光固化係統。

據了解,小小一個光固化係統,凝聚6項專利創新,封裝功率密度的提升僅是其中之一。原來,行業常見的紫外LED芯片最高隻能經受每平方毫米1安培的電流密度,而由上海專家特別設計定製的LED芯片,則能將這個承受上限提高到每平方毫米4.5安培。通常情況下,電流不斷提高時,發出的熱量占比更高,導致輻射效率下降的同時還會使得器件快速老化。而團隊創新的封裝方法能夠有效散熱,將光源的芯片控製在合理的溫度範圍內,改善輻射效率,保持安全高效的工作狀態,進一步提高了功率密度。

從光纖生產,到千家萬戶

當前測算表明,在這項技術的助力下,保持同等的係統輸入功率,光纖拉絲塔的拉絲速度能夠增加近67%,達到每分鍾3000米的驚人速度。如今,隻需兩個拉絲塔就可以獲得原本3個拉絲塔的產量。

數據顯示,幾家國際光纖巨頭企業在小規模使用該係統後,近三年共新增產值18.4億元,新增利潤達3億元,並且節電402萬千瓦時,節電效益折算443萬元,還減排二氧化碳0.4萬噸。在業界看來,這套光纖拉絲塔用紫外LED光固化係統對於光纖行業的生產製造是一項重大突破,將有力推動光固化設備的革新。

雖然“光固化”對大部分人而言有些陌生,但每個人的日常生活都與油墨、塗料、油漆等息息相關,都存在光固化需求。在張善端看來,紫外LED光固化係統在光纖行業的應用隻是它形成的第一次行業突破,憑借其高質高效、節能環保、安全長久的優勢,這套技術以後將無所不在。“甘蔗视频污红杏视频喜歡難題,難題意味著有門檻,不可能被快速複製。現在要做到推出一代、研發一代、預研一代,不斷為光固化行業提供新的技術和裝備。”張善端這樣描述研發理念。

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