Auf der Produktionsfläche sind unpassende UV-Spektren die „stillen Mörder“ – sie verschwenden Zeit und verwandeln gute Rohstoffe in Schrott.
Man kennt dieses Gefühl: Der Photoinitiator der Tinte benötigt eine Strahlung bei 365 nm für eine effektive Verbindungsbildung. Doch eine Lampe mit breitem Spektrum liefert nur eine oberflächliche Beschichtung – oder die Linien, die entstehen, sind ungleichmäßig. Oder man versucht, einen Überzug aufzutragen – dabei ist eine starke UVB-Strahlung erforderlich. Wenn das Spektrum nicht passt, bleibt einem nichts anderes übrig, als die gesamte Produktion zu verlangsamen.
Was wirklich wichtig ist
Metallhalidlampen ermöglichen es, die spektrale Ausstrahlung durch Änderung der Zusammensetzung der Metallhalidsalze im Glührohr anzupassen. Dadurch kann man die Emissionsspitzen verschieben: Indium und Gallium sorgen für einen starken Peak bei 405 nm, Blei fördert die Emission bei 365 nm, während Eisen dazu beiträgt, eine ausgeprägte UVB-Strahlung zu erzeugen. In Kombination mit Quarzkapseln und Dichroikreflektoren erhält man eine stabile Strahlungsintensität genau dort, wo sie benötigt wird – gemessen am Substrat, nicht an der Lampe. Typische Systeme liefern 800–1200 mW/cm² auf der Arbeitsfläche, wobei es innerhalb von 2000 Stunden weniger als 3 % Abweichungen gibt. Diese wiederholbare Energiedichte sorgt dafür, dass der Photoinitiator bei jeder Anwendung dieselbe Dosis erhält.
Warum das in der Praxis wichtig ist
Wenn man die Lampe an die Eigenschaften der Tinte anpasst, hat man eine zuverlässige Prozesskontrolle. Man kann höhere Geschwindigkeiten erreichen, ohne dass es zu Problemen durch Lösungsmittel oder Sauerstoff kommt. Eine präzise Wellenlängenkontrolle verhindert außerdem, dass dünne Schichten oder empfindliche Substrate beschädigt werden. Im praktischen Einsatz bedeutet das weniger Ausschuss, weniger Energieverbrauch pro bearbeitetem Meter sowie länger nutzbare Lampen.
Ein paar Dinge, die man beachten sollte
Die Anpassung des Spektrums funktioniert nur, wenn Lampe, Reflektorgeometrie und Bearbeitungsfenster als ein zusammenhängendes System betrachtet werden. Die Leistung hängt außerdem vom Abstand zwischen den Elektroden, der Regulierung des Ballasts sowie der Kühlluft ab. Deshalb sollte man das Ganze als ein integriertes System betrachten, nicht als einzelnen Bauteil. Verschiedene Zusammensetzungen führen zu leicht unterschiedlichem Aufwärmverhalten der Lampe. Lassen Sie die Lampe zunächst einige Minuten lang bei der Nennstromstärke laufen, bevor Sie die kritischen Werte festlegen. Die Kompatibilität mit bestehenden UV-Systemen ist in der Regel gut – doch überprüfen Sie vor dem Einsatz unbedingt die Länge des Lichtbogens sowie den Abstand zwischen den Anschlüssen.