Tại sao đèn LED bảo dưỡng lại quan trọng đối với xưởng in của bạn

Là một phần của loạt bài Đường cong học tập của chúng tôi, Simon Eccles nghiên cứu việc sử dụng ngày càng nhiều các mảng ánh sáng LED để xử lý tia cực tím đối với mực photopolymer trong các loại mực in khổ lớn.

Đèn LED là một công nghệ hấp dẫn tạo ra ánh sáng cường độ cao với mức tiêu thụ điện năng tối thiểu, đồng thời tỏa ra rất ít nhiệt và thường có tuổi thọ rất cao. Họ đang bắt đầu thay thế đèn hơi thủy ngân (hay còn gọi là metal halide) ngốn điện, nóng và thời gian sử dụng ngắn trên các máy in UV hiện đại.

Tiêu thụ điện năng thấp, chạy mát, sử dụng linh hoạt cao, tuổi thọ cao và ít vấn đề với việc thải bỏ có nghĩa là đèn LED là một công nghệ rất hấp dẫn trong cả điều kiện in ấn thực tế và là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường hơn nhiều so với đèn thủy ngân.

Xem thêm: Nhà đầu tư: Thức dậy và ngửi nỗi đau

Chính xác thì mức tiết kiệm thay đổi tùy thuộc vào hệ thống, và hiệu suất chi phí và sản lượng điện của đèn LED luôn thay đổi. Tuy nhiên, theo hướng dẫn sơ bộ, Mimaki nói rằng bộ đèn UV-LED điển hình cho máy in khổ lớn, tạo ra 10W năng lượng UV, tiêu thụ khoảng 60W điện cho đèn cộng với khoảng 20W cho quạt làm mát và mạch điều khiển đầu ra. Vì vậy, tổng cộng 80W, ít hơn một chút so với thế hệ cũ của bóng đèn dây tóc 100W bằng vonfram trong nước.

Để so sánh, tổng công suất tiêu thụ của đèn metal halide truyền thống là khoảng 1,2KW, cao hơn so với đèn sưởi điện một thanh. Các đèn này chạy rất nóng – từ 600 đến 800 độ C bên trong – và chúng tạo ra nhiệt bức xạ truyền đến các bộ phận còn lại của máy in, bao gồm đầu, mực in và quan trọng nhất là vật liệu in.

Tương tự như vậy, đèn halogen kim loại sử dụng lượng điện gấp khoảng 15 lần so với hệ thống bảo dưỡng UV-LED. Tuy nhiên, vì đèn LED UV có thể được bật hoặc tắt gần như ngay lập tức, máy in chỉ cần bật chúng trong chu kỳ in thực tế. Sau khi tắt đèn metal halide, không thể bật lại đèn cho đến khi nguội.

Do đó, nó thường được bật liên tục trong khi máy in đang được sử dụng. Với chu kỳ hoạt động 50%, mảng UV-LED chỉ tiêu thụ lượng điện bằng 1/30 so với đèn metal halide. Điều này không có nghĩa là toàn bộ máy in hiệu quả hơn 30 lần với đèn LED.

Tất cả các máy in đều có các yếu tố chung như động cơ, thiết bị điện tử điều khiển, nguồn cung cấp mực và bơm chân không. Vì vậy, sự khác biệt thực tế về mức tiêu thụ điện năng của máy in nói chung sẽ ít hơn. Mặc dù vậy, một máy in có đèn metal halide tiêu thụ lượng điện cao gấp 3 đến 10 lần so với máy in có UV-LED, Mimaki cho biết.

Mimaki đã ra mắt UJV5-160 dạng cuộn tại FESPA vào năm ngoái, với đèn LED bảo dưỡng.

Sử dụng đèn LED UV không tạo ra nhiều khác biệt so với giá mua máy in, vì vậy theo thời gian đèn LED tiết kiệm ngày càng nhiều tiền hơn, do kết hợp giữa việc sử dụng ít điện hơn, bảo trì thấp hơn và hầu như không có chi phí thay thế. Ngoài việc giảm hóa đơn tiền điện một cách rõ ràng, đây có thể là một yếu tố quan trọng đối với các công ty đang cố gắng giảm lượng khí thải carbon của họ hoặc có được chứng chỉ về tính trung tính carbon, và có thể có một số liên quan đến tín chỉ carbon.

Các thành phần mát mẻ

Đèn LED (Điốt phát quang) là linh kiện điện ở trạng thái rắn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chiếu sáng hiện đại, với những công dụng mới xuất hiện liên tục. Loại phát ra tia UV (thường được gọi là UV-LED) chỉ chuyên dụng hơn và đắt tiền hơn. Đối với mục đích bảo dưỡng mực, chúng được tích hợp thành các dãy nhiều đèn LED.

Chúng tạo ra dải bước sóng tương đối hẹp của tia UV, so với dải rộng hơn của đèn hơi thủy ngân. Tốt nhất bạn nên sử dụng loại mực có công thức để có độ nhạy tối đa ở các bước sóng đó. Các nhà sản xuất máy in sẽ có thể cung cấp mực nhãn riêng để sử dụng đèn LED trên máy in của họ, nhưng đó là một yếu tố cần lưu ý nếu bạn sử dụng mực của bên thứ ba.

Không giống như đèn thủy ngân, đèn LED UV không phát ra tia hồng ngoại hoặc bức xạ nhiệt. Điều này có nghĩa là giấy in không bị nóng lên đáng kể trong quá trình in, vì vậy có thể sử dụng các vật liệu nhạy cảm với nhiệt.

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng chất dẻo mỏng hơn như nhựa vinyl hơn so với sử dụng với đèn thủy ngân, vì chúng sẽ không bị khóa dưới đèn LED. Phương tiện mỏng hơn có nghĩa là tiết kiệm vật liệu và cuộn có trọng lượng nhẹ hơn, mang lại lợi ích trong suốt chuỗi cung ứng từ xe tải giao hàng đến xử lý chất thải. Các thiết bị điện tử điều khiển đến đèn LED đều nóng lên, vì vậy vỏ đèn mảng lớn vẫn cần một ít nước hoặc quạt làm mát, nhưng như chúng ta đã thấy, điều này cần ít năng lượng hơn nhiều so với thủy ngân.

Nhiệt độ đèn thấp hơn cũng có thể có nghĩa là ít sưởi ấm xung quanh trong phòng ép. Thông thường đây là một điều tốt, mặc dù ở một số vùng khí hậu lạnh, điều này có thể có nghĩa là bạn phải chuyển nhà máy sưởi ấm lên một chút vào mùa đông để bù đắp, vì vậy bạn sẽ mất một số lợi ích về chi phí.

Mặt khác, trong điều kiện khí hậu ấm áp, người vận hành sẽ đánh giá cao một phòng ép mát hơn và bạn sẽ không cần nhiều năng lượng điều hòa không khí nếu bạn có trang bị đó. Tuổi thọ bóng đèn của đèn MH thông thường được coi là khoảng 1000 giờ (tính đến thời điểm giảm ánh sáng 30%). Nếu đèn hoạt động 8 giờ mỗi ngày, nó sẽ phải thay thế trong 125 ngày (khoảng 6 tháng với 20 ngày hoạt động / tháng).

Xem thêm: Solopress nhắm mục tiêu đến các khách hàng chuyên nghiệp với chương trình thành viên

Cuộc sống lâu hơn

Tuổi thọ sử dụng của một chip với UV-LED là khoảng 10.000–15.000 giờ tùy thuộc vào tản nhiệt. Nếu đèn UV-LED hoạt động 8 giờ một ngày, với tuổi thọ 10.000 giờ, thì nó kéo dài trong 1.250 ngày (khoảng 5 năm với giả sử 250 ngày làm việc mỗi năm).

Vì đèn LED UV được tắt ở chế độ không in, tuổi thọ sử dụng thực tế sẽ lâu hơn. Hầu hết các đèn LED UV sẽ không bao giờ cần thay thế trong suốt thời gian hoạt động của máy in. Đèn thủy ngân cao áp cũ tạo ra khí ôzôn, rất nguy hiểm cho người vận hành và cần được chiết xuất bằng hệ thống thông gió.

Tuy nhiên, điều này được khắc phục phần lớn bằng cách sử dụng một loại kính lọc ra bước sóng tạo ozone cụ thể. Đèn LED cũng không tạo ra ôzôn. Thủy ngân là chất độc nên cần phải vứt bỏ đèn theo các quy định về môi trường. Không có đèn LED vật liệu độc hại đáng kể, và vì chúng tồn tại lâu hơn nên dù sao thì lượng chất thải thấp hơn.

Chuyển đổi nhanh chóng

Một lợi ích lớn khác là đèn LED có thể được bật và tắt nhanh chóng, hoặc đa dạng về cường độ mà không bị hỏng. Đèn thủy ngân hoạt động bằng cách tạo ra hồ quang ngắn mạch xuyên qua thủy ngân trong đèn. Cần có các thiết bị điện tử chuyên dụng để kích hoạt chúng và sau khi được đốt cháy, bạn muốn giữ chúng hoạt động, vì vậy chúng thường được bật trong suốt ca làm việc, sử dụng năng lượng và tạo ra nhiệt cho dù bạn có đang in hay không.

Tốc độ máy in khác nhau nên yêu cầu về năng lượng của quá trình bảo dưỡng UV cũng khác nhau. Chỉ có phạm vi giới hạn cho việc thay đổi cường độ đầu ra của đèn thủy ngân bằng cách thay đổi đầu vào nguồn điện, vì vậy chúng luôn có hiệu lực trên toàn bộ công suất và cửa chớp cơ học được sử dụng để kiểm soát lượng ánh sáng đến phương tiện hoặc tắt hoàn toàn.

Ngược lại, đèn LED có thể được chuyển đổi nhanh đến mức có thể được sử dụng để thay đổi công suất ánh sáng, mặc dù cũng có thể thay đổi độ sáng bằng cách thay đổi mức công suất đầu vào. Vì các đèn LED chỉ được bật khi cần thiết và có thể được tạo xung để giảm công suất phát ra, nên tuổi thọ của chúng có thể kéo dài đến hàng năm, có thể hơn cả tuổi thọ của máy in.

Chad Taggart, phó chủ tịch tiếp thị và phát triển của Phoseon, một công ty phát triển mảng đèn LED có trụ sở tại Hoa Kỳ, đã chỉ ra rằng phát thải ánh sáng cao hơn đang được phát triển mọi lúc. Ông nói: “Sức mạnh của đèn LED về độ phát sáng và mật độ năng lượng hoặc liều lượng, đang tăng lên đáng kể. “Cứ sau hai đến ba năm, chúng tôi tăng gấp đôi công suất đầu ra. Ví dụ, chúng tôi đã tăng từ 4 Watts trên cm2 vào năm 2008 lên 8 trong năm 2010, lên 16 vào năm 2012. Không có lý do gì nó không thể đạt 24 hoặc hơn trong tương lai.

“Chúng tôi tin rằng nhận thức về điện năng thấp là do mọi người không cập nhật công nghệ của chúng tôi. Chúng tôi có nhiều khách hàng ở định dạng lớn ngày nay đang sử dụng đèn LED cho tốc độ cao nhất hiện có. Một số máy in được làm mát bằng không khí, một số máy in bằng nước- được làm mát. Thông thường, các sản phẩm được cung cấp năng lượng cao nhất của chúng tôi được làm mát bằng nước. Nếu bạn giữ cho chúng mát, chúng sẽ kéo dài 20.000 hoặc 30.000 giờ. “

Mặc dù các vấn đề về điện tử, chương trình cơ sở và các vấn đề khác có nghĩa là người dùng cuối không thể sửa đổi máy in đèn thủy ngân UV hiện có để sử dụng đèn LED, nhưng việc các nhà sản xuất chế tạo chúng dễ dàng hơn mà không cần sửa đổi lớn.

Ví dụ Integration Technology Ltd (ITL) ở Anh đã giới thiệu đèn MZero LED tại FESPA 2012. Đây là một bộ phận hoán đổi thành phần thẳng cho các đơn vị đèn thủy ngân MZero, đã được sử dụng trên toa đầu trong máy in khổ rộng.

Các máy in được thiết kế ngay từ đầu cho đèn LED UV có thể nhỏ hơn, vì không cần phải xây dựng thêm không gian để làm mát và quạt hút.

Những máy in nào sử dụng đèn LED?

Các nhà sản xuất máy in phun đang ngày càng lắp đèn LED vào máy in UV mới khi chúng được tung ra thị trường.
Mimaki tuyên bố là người đầu tiên giới thiệu đèn LED cho định dạng rộng, trên UJV-160 vào năm 2008, bắt đầu phát triển lần đầu tiên vào năm 2003.

Tại FESPA Digital ở London năm ngoái, cùng một công ty đã giới thiệu một cặp máy in LED chạy nhanh, JFX500-2131 phẳng và UJV500-160 cuộn giấy. Acuity 1600 LED nạp cuộn của Fujifilm và VersaUV 640 LEJ và 640 LJF phẳng cuộn của Roland cũng nằm trong số các máy in sử dụng đèn LED.

EFI VUTEk sử dụng đèn LED UV khi giới thiệu các biến thể mới của dòng máy in HS và GS. Tuy nhiên, đối với màn hình phẳng nhanh nhất của nó, HS 100 Pro, chỉ riêng đèn LED là không đủ mạnh. Thay vào đó, chúng được sử dụng trong một hệ thống xử lý hỗn hợp, nơi đèn LED được gắn trên giá đỡ đầu và ghim mực ngay sau khi in để giữ cho các chấm sắc nét, trong khi các đèn thủy ngân mạnh hơn thực hiện quá trình xử lý hoàn toàn.

Tấm phẳng tốc độ cao EFI VUTEk HS100 sử dụng kết hợp đèn LED và đèn thủy ngân để đối phó với thông lượng cao

Thay đổi thời gian tương đối của hai bộ đèn cho phép EFI thay đổi mức độ bám dính và độ bóng của mực.

Tại FESPA Digital ở Munich năm nay, Mutoh đã giới thiệu ba máy in mới với đèn UV-LED.

Đây là ValueJet 628 24 inch nhỏ gọn, ValueJet 1626UH thông thường hơn cho các vật liệu cứng và cuộn. Thứ ba là định dạng phẳng A3 “để bàn” mới, ValueJet 426UF, để cạnh tranh với dòng sản phẩm UJF-3042/6042 của Mimaki và các tấm phẳng nhỏ LEF-12 và LEF-20 của Roland, cũng sử dụng đèn LED.

Họ không làm việc để làm gì

Chi phí xây dựng ban đầu của các mảng LED đầu ra rất lớn, có nghĩa là chúng chưa phù hợp với các máy ép phẳng UV nhanh nhất như máy HP FB lớn nhất hoặc Inca Onsets, hoặc các mảng có chiều rộng đầy đủ trên máy ép mực hỗn hợp dung môi-UV .

Tuy nhiên, với sản lượng điện ngày càng tăng và giá UV-LED giảm trong những năm gần đây, có vẻ như xu hướng này sẽ tiếp tục đến mức có thể thay thế hơi thủy ngân trên tất cả các máy in mới trong vòng vài năm tới.

Cho đến nay, đèn LED cũng không hiệu quả về chi phí đối với các mảng có chiều rộng đầy đủ. Điều này ngăn không cho chúng được sử dụng trong các máy in mực hỗn hợp dung môi-UV hiện đang được vận chuyển bởi Mimaki (JV400SUV), Fujifilm (Vybrant F1600) và Colorific (bán bộ chuyển đổi cho máy in dung môi sinh thái Roland, Mimaki và Mutoh).

Trong trường hợp này, một lượng nhỏ dung môi được sử dụng trong mực, chất này sẽ nhấp nháy trên bệ máy in để ghim mực, sau đó được xử lý bằng một dãy đèn UV toàn chiều rộng cách hộp mực in khoảng 60 cm. Một dãy đèn LED 40 đến 60 inch sẽ có giá rất đắt.

Tuy nhiên, cần công suất phát tia UV thấp hơn so với đèn dùng để quét toa in (cần truyền nhiều năng lượng hơn vì chúng chỉ chiếu sáng một khu vực nhỏ khi toa chạy qua nó), vì vậy có thể sử dụng ống UV áp suất ánh sáng. Loại đèn này sử dụng ít năng lượng hơn đèn thủy ngân và tỏa nhiệt ít hơn khi không có ôzôn.

Tương lai có thể nhìn thấy và không dây

Mặc dù không liên quan trực tiếp đến máy ép UV, đèn LED có bước sóng nhìn thấy ngày càng được sử dụng nhiều hơn cho chiếu sáng nói chung, bao gồm cả các nhà máy in. Có khả năng chúng sẽ dần thay thế đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thông thường để chiếu sáng trong phòng và ngoại thất trong thập kỷ tới.

Chúng không chỉ có các lợi ích về tiết kiệm điện, chạy mát và tuổi thọ đã thảo luận ở trên, mà bằng cách xây dựng chúng trong các cụm màu RGB, bạn có thể thay đổi đầu ra màu sắc. Cuối cùng, đèn LED có thể được tích hợp vào các tấm tường và trần nhà phát sáng để bóng đèn hoặc đèn dải thông thường có thể biến mất hoàn toàn.

Đèn LED ngày nay phù hợp với các ổ cắm bóng đèn tiêu chuẩn ,. Hiện tại, chúng đắt hơn nhiều so với đèn huỳnh quang tiết kiệm năng lượng đã trở nên phổ biến trên khắp châu Âu trong vài năm qua. Tuy nhiên, giá sẽ giảm khi tỷ lệ sử dụng tăng lên, trong khi mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và tuổi thọ cao hơn sẽ khiến chúng trở nên phổ biến với người dùng. Không giống như đèn ‘CFR’ (Đèn phản xạ huỳnh quang nhỏ gọn) tiết kiệm năng lượng, có chứa thủy ngân, đèn LED cũng ít xảy ra vấn đề thải bỏ khi hết tuổi thọ.

Xem thêm: ISL ra mắt nền tảng in-to-web của Catfish

Đèn LED trắng sáng là một hình ảnh ngày càng quen thuộc như đèn chạy trên ô tô và cũng mới bắt đầu được cung cấp làm đèn pha chính, mặc dù chúng có giá cao hơn cả đèn pha phóng điện ngày nay.

Có một khía cạnh máy tính nữa. Đèn LED hiện đang được phát triển thành một dạng hệ thống truyền dữ liệu không dây, được gọi là Li-Fi. Điều này có thể được tích hợp vào các đơn vị đèn LED trong tương lai và hoạt động bằng cách bật và tắt đèn LED hàng nghìn lần mỗi giây, do đó mắt thường không nhận thấy. Nó có tiềm năng cho băng thông cao hơn rất nhiều so với Wi-Fi tần số vô tuyến hiện nay.

Bản tóm tắt

Vì vậy, đèn LED nằm gọn gàng tại các đường giao nhau. Chúng ngày càng trở nên hiệu quả về chi phí trên một số máy in, trong khi các nền tảng lớn hơn thì không hoàn toàn ở đó.

Vẫn có chi phí phải chịu khi chuyển đổi hệ thống xử lý của bạn, nhưng khoản tiết kiệm mà bạn có thể thực hiện chỉ trong thời gian sử dụng bóng đèn sẽ nhanh chóng thanh toán cho khoản đầu tư và bạn cải thiện hiệu suất môi trường trong khi tiết kiệm tiền điện.

Nếu bạn muốn đầu tư vào một tương lai có lợi hơn, thì quy mô đang nghiêng về việc bảo dưỡng bằng đèn LED – và được hỗ trợ bởi các khoản tiết kiệm giúp ích cho lợi nhuận cũng như môi trường, khiến nó trở thành một lựa chọn hiển nhiên cho bất kỳ máy in nào.