超越傳統 以五分之一的能耗實現高出一半的輻射照度

 

　　紫外LED光固化系統最突出的優勢是耗能低。較之于傳統的微波中壓汞燈動輒6000多瓦的高耗能，由紫外LED組成的線光源僅需消耗1200瓦，節省了80%能耗。

 

　　微波中壓汞燈是過去通常用于光纖拉絲塔的固化裝置。在制造光纖過程中，當光纖被拉成細絲后，需要在其表面涂覆一層保護性質的油墨材料并進行固化，通俗地說就是使涂料由液態變成固態。印刷、汽車、電子、家具等行業的生產，都少不了這一環節。紫外光固化是最常見的快速固化工藝，對紫外光波段敏感的涂料經相應光源照射后就能夠實現固化。

 

　　然而微波中壓汞燈這一傳統光源存在著諸多弊端，不僅耗能很高，發生微波的磁控管在工作時會散發大量的熱，輻射效率也很低。據光譜顯示，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%。其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。

 

　　張善端團隊為此采用紫外LED光源研發出更為高效的紫外光固化系統，除降低能耗外，傳統設備只有6000小時的壽命，這套系統則將使用壽命延長到了30000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。根據光譜顯示，紫外LED在針對光纖油墨固化的365至385納米波段上，能量非常集中，相比于中壓汞燈，對固化更為有利。張善端表示：“新型的紫外LED光固化系統僅需傳統五分之一的能耗，就能實現比傳統高出一倍的輻射照度，拉絲速度提高一半，且工作得更加長久。”

 

　　領先國際 LED功率密度全球第一

 

　　據介紹，這套紫外LED光固化系統不僅能完全取代傳統的微波中壓汞燈，與現有的同類產品相比，在多方面實現了技術上的突破與創新。

 

　　該系統由光纖固化爐、驅動電源和冷卻系統三個部分組合而成，光纖固化爐是技術的核心所在，而這其中的LED光源又是整套系統最為關鍵的部分。三年前的工博會上，張善端團隊研制的紫外LED光固化系統初次亮相，當時的紫外LED光源能實現200瓦每平方厘米的功率密度，已經達到了全球領先的水準。今年這套針對光纖拉絲塔的紫外LED光固化系統已經將最高封裝功率密度提升至700瓦每平方厘米，穩固了全球第一的技術地位。

 

　　行業常見的紫外LED芯片最高只能經受1安培每平方毫米的電流密度，由張善端特別設計定制的LED芯片則能將這個承受上限提高到4.5安培每平方毫米，這主要得益于其創新的封裝技術。

 

　　另一大技術創新亮點則是高效的紫外光折射和反射系統。這套光學系統包含了精心設計的透鏡和反射器，能夠將光源發出的紫外光匯聚到圓柱軸心，增強軸心的輻射照度，降低光學損耗，從而提高拉絲固化的速度。

 

　　助力生產 未來有望推動更多行業變革

 

　　目前，該系統已經申報6項發明專利，卓越的技術性能也產生了顯著的經濟和社會效益。

 

　　在該系統的助力之下，保持同等的系統輸入功率，光纖拉絲塔的拉絲速度能夠增加近50%，達到每分鐘3000米的驚人速度。如今，只需兩個拉絲塔就可以獲得原本三個拉絲塔的產量，既節省了投資，又增加了產量，同時還可以降低能耗。

 

　　數據顯示，幾家國際光纖巨頭企業在小規模使用該系統后，近三年共新增產值18.4億元，新增利潤達3億元，并且節電402萬千瓦時，節電效益折算443萬元，減排二氧化碳0.4萬噸。因此，這套光纖拉絲塔用紫外LED光固化系統對于光纖行業的生產制造是一項重大突破，將有力推動光固化設備的革新。張善端有把握在三年內實現國內企業光纖固化爐技術的升級換代。而將來，該技術還有望應用于更多與光固化相關的領域，例如印刷、木地板、家居、地坪等行業。對于油漆、木器、印刷等類型的光固化，該技術還能夠將節能幅度推升至90%。