Una volta fissata la dose UV richiesta e nota l'irradianza dell'impianto, resta aperta una sola grandezza: per quanto tempo esporre. Questo calcolatore risponde esattamente a questo. Prende la dose target in mJ/cm² e l'irradianza misurata in mW/cm² e restituisce il tempo richiesto in secondi e come minuti:secondi.
È il calcolo più comune nell'impostazione di un processo UV. Il fornitore dell'adesivo specifica una dose, la scheda tecnica della lampada o una misurazione fornisce l'irradianza – il tempo di ciclo è ciò che si sta cercando. Lo stesso calcolo mostra anche se un processo è compatibile con il tempo di ciclo previsto: se l'irradianza è troppo bassa, il tempo diventa irrealistico e serve una sorgente più potente o una distanza di lavoro più corta.
Il risultato vale per un'irradianza che rimane costante durante il periodo nella posizione del pezzo. Se il pezzo passa davanti alla sorgente, ciò che conta non è il tempo di ciclo ma il tempo di permanenza nella zona irraggiata. Un progetto diventa vincolante solo attraverso una misurazione con strumenti tarati – prodotti e tarati da Opsytec nel proprio laboratorio.
Il calcolo inverso – dose da tempo e irradianza – si trova nel calcolatore della dose UV; tutti i dodici calcolatori radiometrici sono raccolti nel calcolatore di radiometria.
Questo calcolo ha scopo di orientamento tecnico. Si applica a un'irradianza che rimane costante durante il tempo di esposizione nella posizione di misura e non tiene conto né del riscaldamento né dell'invecchiamento né della corrispondenza spettrale. Le validazioni di processo devono essere verificate mediante misurazioni tarate in condizioni reali.
Fondamenti
Il tempo di esposizione deriva dall'equazione della dose H = E · t riorganizzandola: t = H / E. Inserendo la dose target H in mJ/cm² e l'irradianza E in mW/cm² si ottiene t direttamente in secondi — le unità si annullano perché mJ = mW · s. Nelle unità SI questo corrisponde a H in J/m² diviso per E in W/m². Il calcolatore fornisce anche il tempo come min:s, poiché i tempi di ciclo di produzione sono solitamente espressi in questo modo.
Un rivestimento richiede 500 mJ/cm², l'impianto eroga un valore misurato di 50 mW/cm² sul pezzo. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Se una maggiore distanza di lavoro dimezza l'irradianza a 25 mW/cm², il tempo raddoppia a 20 s.
Per i processi in movimento è necessario il tempo di permanenza nella zona irradiata, non il tempo di ciclo — dividere la lunghezza irradiata per la velocità del nastro. Per le sorgenti pulsate, inserire l'irradianza media, non il picco. E come per il calcolatore della dose: un tempo sufficiente sulla carta non garantisce nulla se lo spettro della sorgente non corrisponde al fotoiniziatore o all'attività di prova.
Domande frequenti
Dose target divisa per l'irradianza: t = H / E. A una dose target di 500 mJ/cm² e 50 mW/cm² questo corrisponde a 10 secondi. Entrambi i valori devono riferirsi allo stesso intervallo spettrale.
Il valore misurato nella posizione del pezzo in lavorazione. I valori da scheda tecnica si riferiscono a una distanza definita e a una lampada nuova; una volta installata, il valore effettivo è spesso notevolmente inferiore a causa della distanza, della contaminazione e dell'invecchiamento.
Perché l'irradianza varia sull'area. Il tempo calcolato si applica al valore inserito; dove l'irradianza è inferiore, la dose viene raggiunta più tardi. Per un dimensionamento sicuro, utilizzate il valore più basso all'interno dell'area di lavoro.
Attraverso un fattore di manutenzione: progettate con l'irradianza alla fine dell'intervallo di sostituzione, non quella di una lampada nuova. Quanto fortemente le lampade UV e i LED UV diminuiscono è descritto in Sorgenti UV e durata.
Solo indirettamente. In questo caso è determinante il tempo di permanenza nella zona irraggiata, cioè la lunghezza irraggiata divisa per la velocità del nastro. La pratica di misurazione è descritta in Misurazione UV per impianti a nastro trasportatore.
Tre leve: una distanza di lavoro più breve, una fonte più potente o aggiuntiva, oppure una fonte con uno spettro più corrispondente. Come la distanza e la disposizione influiscono può essere esplorato nella simulazione LED UV.
Autore: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia è amministratore delegato di Opsytec Dr. Gröbel GmbH a Ettlingen e dirige il laboratorio di taratura accreditato. Dopo le sue ricerche sulle scariche a eccimeri di xeno pulsato presso l'Institute of Lighting Technology del KIT, il suo attuale focus è sulla tecnica di misura della radiazione ottica. È vicepresidente del comitato di normazione DIN FNL 7 "Optical Radiation" e membro del gruppo di progetto DVGW sulla disinfezione UV.
