¿Qué es el curado UV?
El curado UV es un proceso fotoquímico de alta velocidad y sin disolventes que utiliza luz ultravioleta (UV) electrónica de alta intensidad para transformar tintas, revestimientos, adhesivos u otras sustancias fotorreactivas mediante polimerización en un sólido fijado instantáneamente. El "secado", por el contrario, solidifica la química por evaporación, oxidación o absorción. Con el curado UV, las sustancias curadas se adhieren firmemente al sustrato sobre el que se han aplicado, con una profundidad de curado adecuada y sin ser pegajosas ni escamosas.
¿Cuáles son los tipos de curado UV?
Los tipos de curado UV incluyen el curado por puntos, el curado por inundación, el curado manual y el curado por cinta transportadora. Los sistemas de curado UV utilizan diversas lámparas como fuentes de luz UV: lámparas de arco basadas en mercurio, que generan luz UV de amplio espectro, y diodos emisores de luz (LED), que sólo emiten energía UVA. Aunque los LED UVC son una opción, la potencia de salida y la eficiencia son mucho menores.
¿Qué es el LED UV?
El diodo emisor de luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz cuando circula corriente a través de él. Cuando se sintoniza con el espectro UV, la tecnología LED puede utilizarse eficazmente para el curado. Obtenga más información aquí sobre el curado UV por LED.
¿En qué se diferencia la UV LED de la UV tradicional?
Las lámparas de arco de mercurio (tipo HG) son el equipo original para el curado UV y se utilizan ampliamente como soluciones para la impresión y otros procesos de fabricación industrial . Aunque funcionan bien, tienen sus inconvenientes. La más importante es que generan mucho calor y consumen una gran cantidad de energía. También producen ozono, que requiere sistemas de escape para mantener la calidad del aire. Las bombillas de arco de mercurio deben eliminarse a un coste y bajo escrutinio normativo, y tienen un impacto ambiental a largo plazo. Una lámpara UV de arco de mercurio, o bombilla, suele durar unas 1.500 horas.
El curado UV basado en LED ofrece todas las ventajas del curado UV tradicional al tiempo que añade soluciones a muchos de los problemas encontrados con el secado por calor. Entre ellas se incluyen el encendido/apagado instantáneo, el secado/curado rápido y uniforme, la baja emisión de calor y el bajo consumo de energía. Además, el reducido tamaño de los LED UV los hace ideales para su incorporación en procesos o maquinaria con poco espacio disponible. Los LED duran aproximadamente 20.000 horas de media.
¿Cuáles son las ventajas de los LED UV?
Encendido/apagado instantáneo, secado/curado rápido y uniforme, baja emisión de calor, bajo consumo de energía y formato reducido.
¿Cuáles son las desventajas de los LED UV?
Intensidad de irradiación limitada, no puede emitir luz UV de onda corta y distancias de irradiación más cortas del cabezal de la lámpara al sustrato.
¿Se calientan las lámparas UV LED?
No. La temperatura de la superficie de las lámparas LED UV es de 50°C a 60°C (122°F a 140°F), mientras que las lámparas de mercurio tienen temperaturas de superficie superiores a 398°C (750°F). La baja temperatura de funcionamiento de las lámparas LED UV evita que se dañen los productos sensibles al calor durante el proceso de curado.
¿Cuánto duran las lámparas UV LED?
Las lámparas UV LED tienen una vida media de unas 20.000 horas, 10 veces más que las lámparas de curado UV de arco, que tienen una vida media de entre 1.000 y 2.000 horas, lo que aumenta el tiempo de funcionamiento y reduce el mantenimiento y las sustituciones de bombillas.
¿Cuáles son las principales tendencias en el ámbito del curado LED?
Lo estamos viendo en el sector de la impresión offset de bobina. Vea el vídeo a continuación para obtener más información.
¿Qué ocurre después de 20.000 horas de funcionamiento?
La lámpara seguirá funcionando, con una menor emisión de energía a medida que las bombillas LED individuales envejecen. Esto no significa que la lámpara deba sustituirse inmediatamente, sino que puede ajustarse a una intensidad mayor para compensar la pérdida de potencia.
¿Cuáles son las aplicaciones de los LED UV en la industria de la impresión?
El sector de la impresión fue uno de los primeros en adoptar el curado UV HG y, posteriormente, el curado UV LED para tintas y lacas. Esto fue especialmente cierto en el offset de pliegos y en las impresoras flexográficas de banda estrecha. El curado UV por LED es cada vez más habitual en las máquinas digitales de inyección de tinta y offset de bobina. Hay un movimiento creciente de impresores que reconvierten a UV LED las líneas de producción que tienen sistemas de curado UV.
La mayoría de las impresoras de inyección de tinta de curado UV del mercado utilizan el curado LED como tecnología de curado por defecto, ya que ha avanzado para garantizar un curado más rápido y una impresión de alta calidad, así como un mejor rendimiento de la producción.
En el caso de las impresoras flexográficas, la capacidad del UV LED para curar con temperaturas más bajas se ha adoptado ampliamente como un cambio de juego para imprimir en películas más finas y en una gama más amplia de materiales para etiquetas. El curado LED UV de inyección de tinta lidera el mercado de gráficos de gran formato, principalmente por su capacidad para imprimir en sustratos especiales, y la mayoría de las prensas de bobina estrecha también se venden de serie con curado LED UV.
¿Cuáles son las aplicaciones de los LED UV fuera de la industria gráfica?
La luz UV LED se ha impuesto en la fabricación industrial como el proceso preferido para el curado instantáneo de adhesivos, revestimientos y acabados reactivos a la luz UV para una unión, sellado, revestimiento y acabado superiores en sustratos de todo tipo. Entre sus aplicaciones se incluyen la electrónica, los productos médicos, las piezas de plástico y de automoción, las baterías de vehículos eléctricos, la alimentación y las bebidas, los muebles de madera, los productos de construcción, la industria aeronáutica y aeroespacial, la seguridad y los germicidas en el lugar de trabajo, las latas de aluminio y muchas más. Más información sobre casos de uso industrial aquí.
¿Los LED UV son respetuosos con el medio ambiente?
Las lámparas UV LED requieren adhesivos y tintas especialmente formulados, sin disolventes, por lo que el curado UV LED elimina la liberación de COV (compuestos orgánicos volátiles), lo que minimiza su impacto ambiental, además de reducir las cantidades de materiales utilizados y residuos producidos.
Dado que las lámparas LED UV emiten energía UVA, no generan ozono, que es un subproducto de muchos procesos de curado de impresión que debe eliminarse de la zona de trabajo. Las lámparas LED UV también están libres de mercurio, un metal tóxico que contienen las lámparas UV de arco, lo que elimina la necesidad de manipular y desechar de forma segura las bombillas de arco de mercurio.
La eliminación del calor, el ozono y el mercurio de las salas de prensa mediante el uso de LED basado en UV las hace más seguras. El LED UV también elimina los costos generados por los sopladores de aire de refrigeración y los sistemas de extracción de ozono, así como el ruido y los olores del ambiente asociados con otros sistemas, mejorando aún más el ambiente de trabajo.
Por último, los LED consumen mucha menos energía que los UV de arco de mercurio.
¿Cómo pueden los LED UV acelerar la producción?
Los LED UV reaccionan con una mezcla de fotoiniciadores para ofrecer un curado instantáneo, eliminando el proceso de secado en comparación con las tintas y adhesivos con base de disolvente. Los materiales impresos pueden salir de la prensa y pasar inmediatamente al recorte, la encuadernación u otros pasos de posproducción.
Una ventaja de los cabezales de lámpara UV basados en LED es que se encienden y se apagan instantáneamente, por lo que pueden encenderse y estar inmediatamente listos para el curado, frente a las lámparas tradicionales basadas en arco, que permanecen encendidas durante toda la producción y requieren un periodo inicial de calentamiento que ralentiza la producción.
¿Cómo pueden los LED UV ahorrar energía y costes?
Los sistemas de curado LED consumen aproximadamente un 65% menos de energía que un sistema UV de arco de mercurio de tamaño similar. La potencia necesaria para hacer funcionar los LED es considerablemente inferior a la que se necesita para crear el arco eléctrico en una bombilla UV y producir el calor suficiente para vaporizar el mercurio y crear luz UV.
Además de aumentar la velocidad de salida y la capacidad, el proceso de encendido y apagado instantáneo de los LED UV reduce sustancialmente el uso de energía y el estrés en las bombillas de las lámparas, lo cual es inherente al curado de las lámparas de mercurio UV convencionales "siempre encendidas". Los LED UV tampoco tienen partes móviles y eliminan el tiempo de mantenimiento de otras partes como balastos, persianas, reflectores y ventiladores que son estándar en las lámparas de arco.
Otro beneficio del curado UV de los LEDs es que asegura una salida estable, frente a las bombillas de arco UV que se degradan con el tiempo. Esto elimina la necesidad de un monitoreo constante y el cambio preventivo de bombillas, lo que lleva a un mejor proceso y control de calidad.
Llevándolo un paso más allá, los operadores tienen la flexibilidad de programar la energía UV exacta necesaria para cambiar las necesidades del proceso para reducir el desperdicio del producto, expandir las capacidades de producción y utilizar más eficientemente las líneas de producción. También es posible apagar los módulos individuales en instalaciones de unidades múltiples para ahorrar energía sin disminuir la velocidad de producción o comprometer la calidad.
Además, el curado a baja temperatura reduce el consumo eléctrico al eliminar la necesidad de secadores en las impresoras de tinta convencionales, que además de consumir energía directamente en el proceso de impresión, contribuyen a aumentar los costes de refrigeración en la imprenta. Las lámparas UV de arco de mercurio producen altos niveles de calor que pueden requerir el uso de rodillos refrigeradores cuando se utilizan sustratos de película. Estos rodillos refrigerados evitan que el calor deforme la película, pero requieren un sistema de refrigeración que consume energía para enfriar el agua.
¿Cómo afectan los arranques y paradas frecuentes a las lámparas UV LED?
Los encendidos y apagados frecuentes no acortan la vida útil de las lámparas UV LED, sino que los operadores pueden aprovechar los encendidos y apagados instantáneos apagando las lámparas UV LED durante los periodos de inactividad para prolongar la vida útil de las lámparas.
¿Cómo se alimentan los LED UV?
Los LED UV funcionan con corriente continua (CC).
¿Existe alguna diferencia entre las fórmulas UV LED y UV convencionales?
Los ingredientes de las formulaciones UV convencionales y LED UV son muy similares. La principal diferencia radica en las mezclas de fotoiniciadores. Las formulaciones convencionales contienen mezclas que inician el curado para una amplia gama de frecuencias de lámparas de mercurio, mientras que las LED emiten una frecuencia específica y, por tanto, requieren un fotoiniciador específico correspondiente para llevar a cabo una reacción de curado. La longitud de onda más común para la tinta de impresión es de 385 nm.
¿Pueden los LED UV curar objetos 3D?
Sí, colocando las lámparas en distintas posiciones con una dispersión de energía específica, los fabricantes pueden polimerizar por completo objetos tridimensionales de formas regulares e irregulares utilizando LED UV. Los cabezales de lámparas LED con ópticas que amplían la distancia que puede recorrer la luz UV sin una caída pronunciada de la intensidad máxima o la dosis son los más adecuados para el curado de objetos dimensionales.
¿Qué tipo de mantenimiento necesitan las lámparas UV LED?
Las lámparas UV LED requieren muy poco mantenimiento. La limpieza rutinaria de la ventana de emisiones y de los filtros de aire es estándar. La comprobación periódica de las matrices LED para medir el rendimiento UV permitirá a los operarios de la rotativa saber cuándo deben empezar a aumentar la potencia para compensar la disminución del rendimiento al final de su vida útil.