UV-LED Pulsball – Die Zukunft der Oberflächenhärtung für 3D-Teile!
Die additive Fertigung, auch als 3D-Druck bekannt, hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und ist zu einer Schlüsseltechnologie in verschiedenen Branchen geworden. Von der Prototypenentwicklung bis zur Massenproduktion hat der 3D-Druck seine Vielseitigkeit und Effizienz unter Beweis gestellt. Trotz dieser Erfolge stehen jedoch nach wie vor Herausforderungen im Bereich der Oberflächenbearbeitung gedruckter Teile an. Hier setzt die EASYTEC UV-LED-Pulsball-Technologie an und bietet eine innovative Methode zur Oberflächenhärtung von UV-Beschichtungen auf 3D-Teilen.
Was ist ein UV-LED Pulsball?
Ein UV-LED PulsBall ist ein Gerät, das ultraviolettes Licht verwendet, um die Oberfläche von 3D Teilen auszuhärten. Im Gegensatz zu traditionellen Aushärtemethoden (z.B. Temperatur), die oft längere Aushärtezeiten, mögliche Verformungen (z.B. bei Kunststoffen) und weitere Nachteile mit sich bringen, bietet die UV-LED-Pulsball-Technologie eine schnelle, hochwertige und energieeffiziente Lösung. Der Pulsball erzeugt kurze UV-LED-Lichtimpulse hoher Intensität, aktiviert damit die Fotoinitiatoren im Harz und ermöglicht so eine schnelle Oberflächenhärtung durch Polymerisation.
Vorteile der UV-LED PulsBall Technologie
Schnelles Aushärten: Durch die Verwendung kurzer Lichtimpulse härtet der UV-LED-Pulsball die Oberfläche von Teilen in Sekundenschnelle aus und reduziert damit die Gesamtdurchlaufzeit erheblich. Er ermöglicht auch das parallele Aushärten mehrerer Werkstücke in einem Arbeitsgang.
Präzision: Die präzise digitale Steuerung von Bestrahlungsintensität und -dosis ermöglicht eine gleichmäßige Polymerisation ohne Überhärtung oder thermische Verformung der Teile. Zudem erfolgt eine konsistente Bestrahlung und Aushärtung von komplexen Bauteilen, da die Innenfläche des UV-Pulsballs so gestaltet ist, dass sie die UV-Strahlung reflektieren kann.
Energieeffizienz: UV-LEDs verbrauchen im Vergleich zu herkömmlichen Aushärtungsmethoden (z.B. Trockner mit Quecksilberlampen oder thermische Düsentrockner) deutlich weniger Energie und haben eine viel längere Lebensdauer.
Hinzu kommt, dass im Pulsball die Lichtausbeute durch Mehrfachreflexion der Strahlung an den Innenwänden deutlich besser ist.
Durch die bessere Energieeffizienz der LEDs wird auch der CO2-Fussabdruck reduziert, was sich in geringeren Kosten für die CO2-Abgabe betriebswirtschaftlich deutlich zeigt.
Insgesamt führt dies zu geringeren Betriebskosten und weniger Wartungsaufwand.
Umweltfreundlichkeit: Neben der Reduzierung des CO2-Fussabdrucks, enthalten UV-LEDs keine toxischen (z.B. quecksilberhaltigen) Materialien und erzeugen kein Ozon, was sie umweltfreundlicher und sicherer macht.
Vielseitigkeit: Die UV-LED-Pulsball-Technologie ist mit fast allen festen Materialien (z.B. Papier, Karton, Kunststoff, Glas, Holz und Metall) kompatibel und kann für eine große Vielfalt und Vielzahl von Anwendungen zur UV-Aushärtung eingesetzt werden, von Prototypen bis zur Serienproduktion, von Kleinteilen bis zu Großteilen.
Anwendungen der UV-LED Pulsball Technologie
Die UV-LED-Pulsball-Technologie erzeugt ein homogenes UV-Strahlungsfeld, was sie optimal für die UV-Aushärtung der Oberfläche von 3D-Modellen und -Produkten macht, da die UV-LED-Strahlen auch Winkel und Flächen erreichen, die von anderen Aushärtemethoden ggf. nicht leicht erreicht werden können. Daher findet diese neue Technologie Anwendung in vielen Branchen, darunter:
Druckindustrie: Die UV-LED-Pulsballsysteme können in der Druckindustrie umfassend für die Aushärtung von UV-härtbaren Tinten und Beschichtungen eingesetzt werden. Die Systeme gewährleisten eine schnelle und zuverlässige Aushärtung z.B. auf Flaschen, Tuben, Dosen, Töpfen und anderen 3D-Substraten, egal ob sie mit Digitaldruck oder Siebdruck bedruckt wurden.
Elektronikherstellung: In der Elektronikfertigung werden UV-LED-Härtungssysteme zur Aushärtung von Schutzlacken, Klebstoffen, Vergussmassen und Beschichtungen eingesetzt, die zur Montage elektronischer Komponenten und Geräte verwendet werden. Durch das homogene UV-Strahlungsfeld im Pulsball findet eine Aushärtung auch an sonst schwer zugänglichen Stellen statt. Die Systeme bieten schnelle Aushärtezeiten und geringe Wärmeentwicklung, was für empfindliche elektronische Komponenten mit entscheidend sein kann. Sie bieten auch eine ausgezeichnete Haftung und chemische Beständigkeit, was die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit elektronischer Produkte erhöht.
Holzbeschichtung und -veredelung: UV-Härtungssysteme werden zunehmend in der Holzbeschichtungs- und -veredelungsindustrie zur Aushärtung von UV-härtbaren Grundierungen und Lacken eingesetzt, die auf Holzoberflächen aufgebracht werden. Diese Systeme ermöglichen eine schnelle Aushärtung von Lacken ohne oder mit nur geringen Lösungsmittelanteil und auch ohne Zufuhr von energiereicher Lufttemperatur, was zu einem deutlich reduzierten Energieverbrauch und Emissionen führt. UV-Härtung von Lacken bietet auch eine überlegene Kratz- /Abriebfestigkeit und Farbbrillanz. Das macht diese ideal für Anwendungen, die langlebige und hochwertige Oberflächen auf Holzprodukten wie Möbeln und Fußböden erzeugen.
Herstellung von Medizinprodukten: UV-Härtungssysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Medizinprodukten und -geräten, bei denen präzise und sterile Bedingungen oberste Priorität haben. Diese Systeme werden zum Verkleben und Abdichten von medizinischen Instrumenten, Implantaten und Geräten sowie zur Aushärtung von Oberflächenbeschichtungen verwendet. UV-LED-Härtung gewährleistet eine schnelle und konsistente Aushärtung ohne das Risiko thermischer Schäden oder Kontaminationen und erfüllt die strengen Anforderungen der Medizinbranche.
Mit neuen Entwicklungsstufen von UVC-LED-Systemen ist heute auch schon eine sehr gute Entkeimung in medizinischen Bereichen oder Healthcare Anwendungen möglich. Dies reicht von Luftentkeimung zur Geräte- bzw. Oberflächenentkeimung.
Anwendungen in der Automobilindustrie: UV-LED-Härtungssysteme werden in der Automobilindustrie zur Aushärtung von Beschichtungen, Klebstoffen und Dichtstoffen eingesetzt, die bei der Herstellung und Montage von Fahrzeugen und Komponenten verwendet werden. In der E-Mobilität werden beispielsweise Verklebungen von Batteriezellen mit UV-Klebern durchgeführt. Diese UV-LED-Systeme bieten Vorteile wie verkürzte Zykluszeiten, verbesserte Prozesseffizienz und verbesserte Leistungseigenschaften der ausgehärteten Materialien. UV-LED-Härtung ermöglicht auch die Verbindung von unterschiedlichen Materialien in Leichtbauweise, was zur Kraftstoffeffizienz und Nachhaltigkeit in der Mobilität beiträgt.
Quelle: Fraunhofer Institut IAT
Schlussfolgerung
Die UV-LED-Pulsball-Technologie bietet eine effiziente und präzise Lösung für die Oberflächenhärtung von 3D-Teilen. Mit ihren Vorteilen in Bezug auf Geschwindigkeit, Präzision, Energieeffizienz und Vielseitigkeit ist sie dazu geeignet, zu einem unverzichtbaren Bestandteil in der additiven Fertigung zu werden.
EASYTEC hat diese Technologie bereits in Projekten angewendet und genutzt, um die Effizienz und Präzision von UV-LED-Pulsball zu nutzen. Durch die Integration von UV-LED-Härtungssystemen in Fertigungslinien hat EASYTEC dazu beigetragen, die Produktionszykluszeiten erheblich zu verkürzen, die Durchsatzraten zu erhöhen und die Produktionsqualität zu verbessern. Darüber hinaus zeigt sich das Engagement von EASYTEC für Nachhaltigkeit durch die Verwendung von UV-LED-Technologie, die den Energieverbrauch minimiert, den Einsatz gefährlicher Chemikalien eliminiert und den ökologischen Fußabdruck reduziert. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung und Optimierung der UV-LED-Technologien und der Pulsballtechnik kann EASYTEC mit den Herstellern von 3D-Teilen deren Produktionsprozesse weiter verbessern und die Qualität der Produkte steigern.
