En un proceso continuo, el resultado no lo determina el tiempo de ciclo, sino el tiempo que un punto de la pieza pasa realmente bajo la fuente. Esta calculadora deriva ese tiempo de permanencia a partir de la velocidad de la cinta y la longitud irradiada, y a partir de él la dosis – y, a la inversa, la velocidad máxima a la que aún se alcanza una dosis requerida.
Este es el cálculo que hay detrás de toda línea transportadora: el proveedor del recubrimiento especifica una dosis, la línea tiene una longitud irradiada fija, y lo que se busca es la velocidad de avance. Aumentar la velocidad de la línea reduce la dosis en la misma proporción; duplicar la velocidad la reduce a la mitad. El mismo cálculo muestra si se necesita un emisor adicional para alcanzar siquiera el rendimiento deseado.
El cálculo supone que la irradiancia es uniforme a lo largo de la longitud irradiada. Los emisores reales tienen un perfil con un pico en el centro – lo que importa entonces es la integral a lo largo del recorrido, que un dosímetro móvil mide directamente. Opsytec fabrica y calibra estos instrumentos en su propio laboratorio.
El cálculo estático sin movimiento de la cinta se encuentra en la calculadora de dosis UV y en la calculadora de tiempo de exposición UV; las doce calculadoras radiométricas están reunidas en la calculadora de radiometría.
Este cálculo tiene carácter de orientación técnica. Se aplica a una irradiancia uniforme a lo largo de la longitud irradiada y a una velocidad de cinta constante. Las liberaciones de proceso deben verificarse mediante una medición con instrumentos calibrados en condiciones reales – en un proceso continuo, de forma razonable con un dosímetro viajero.
Fundamentos
El tiempo de permanencia es la longitud irradiada dividida entre la velocidad de la cinta: t = L / v. La dosis se obtiene como en el caso estático: H = E · t. Despejando ambas expresiones para la velocidad se obtiene la velocidad máxima para una dosis objetivo: v_max = L · E / H_target. La calculadora toma la longitud en milímetros y la velocidad en metros por minuto — las unidades empleadas en producción — y las convierte internamente al SI; a partir de L en mm y v en m/min, t en segundos se obtiene mediante el factor 0,06.
Un emisor irradia 200 mm de la cinta, la línea funciona a 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. A 500 mW/cm² esto da H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Por lo tanto, para la misma dosis objetivo de 1000 mJ/cm² la cinta puede funcionar a no más de 6 m/min; a 500 mJ/cm² podría funcionar a 12 m/min.
La irradiancia rara vez es constante a lo largo del recorrido: aumenta hacia el centro del emisor y disminuye en los bordes. El producto E · t sobreestima entonces la dosis si se utiliza el valor de pico y la subestima con el valor de borde. Varios emisores en serie suman sus contribuciones, no sus longitudes. Y como siempre: la dosis es una magnitud energética y no dice nada sobre si el espectro coincide con el fotoiniciador.
Preguntas frecuentes
Primero el tiempo de permanencia a partir de la longitud irradiada y la velocidad de la cinta, luego la dosis a partir de la irradiancia y el tiempo de permanencia: t = L / v y H = E · t. A 200 mm y 6 m/min eso es 2 s; con 500 mW/cm² resulta en 1000 mJ/cm².
La distancia a lo largo de la dirección de la cinta en la que un punto de la pieza de trabajo se irradia realmente, y no la longitud física de la carcasa del emisor. Con varios emisores en serie, cada sección se cuenta por separado; las contribuciones de dosis se suman.
De forma inversamente proporcional: si se duplica la velocidad, el tiempo de permanencia se reduce a la mitad y, por tanto, también la dosis. Para duplicar el rendimiento es necesario duplicar la irradiancia o duplicar la longitud irradiada.
Por lo general, debido al perfil del emisor: el cálculo supone una irradiancia uniforme, mientras que en la realidad la pieza pasa por un máximo. A esto se suman los cambios en la distancia debidos a la altura de la pieza, una ventana sucia y el envejecimiento de la fuente. En envejecimiento de lámparas UV y LED UV se muestra cuán fuertemente disminuye una fuente.
Un dosímetro itinerante para la liberación del proceso y un sensor instalado de forma permanente para el monitoreo continuo. La práctica de medición se describe en medición UV para sistemas transportadores.
Sí, con el mismo enfoque: la velocidad de la cinta se sustituye por la velocidad de la trayectoria de la herramienta, y la longitud irradiada por la longitud de la trayectoria irradiada. Las aplicaciones se describen en robótica.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia es el director general de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras sus investigaciones sobre descargas de excímeros de xenón pulsadas en el Institute of Lighting Technology del KIT, su enfoque actual se centra en la tecnología de medición de radiación óptica. Es vicepresidente del comité de normalización DIN FNL 7 «Optical Radiation» y miembro del grupo de proyecto de la DVGW sobre desinfección UV.
