复旦大学张善端团队研制出光纤拉丝塔用高效紫
来源:以团之名网 发表于2019-10-06 05:56:46 编辑:史泰龙
摘要: 新闻中心讯 仅需传统五分之一的能耗,就能完成高一半的光纤出产速度由复旦大学电光源研究所副所长、信息科学与工程学院教授张善端及其团队研制的光

  新闻中心讯 仅需传统五分之一的能耗,就能完成高一半的光纤出产速度——由复旦大学电光源研究所副所长、信息科学与工程学院教授张善端及其团队研制的光纤拉丝塔用高效紫外LED光固化体系完成了技能上的立异打破。这一紫外LED光固化体系行将露脸第18届我国世界工业博览会。绝大部分的光固化油墨经该体系的照耀,短短几秒就能固化。如此高功率密度、低能耗的立异技能将使光纤职业的出产制作完成飞跃发展。

  逾越传统 以五分之一的能耗完成高出一倍的辐射照度

  紫外LED光固化体系最杰出的优势体现在耗能低。较之于传统的微波中压汞灯动辄6000多瓦的高耗能,由紫外LED组成的线光源仅需耗费1200瓦,节省了80%的能耗。

  而微波中压汞灯是曩昔一般用于光纤拉丝塔的固化设备。在制作光纤的过程中,当光纤被拉成细丝后,需求在其外表涂覆一层维护性质的油墨资料并进行固化。所谓固化,浅显来说便是使涂料由液态变成固态。印刷、轿车、电子、家具等职业的出产,都少不了这一环节。紫外光固化是最常见的快速固化工艺,对紫外光波段灵敏的涂料经相应光源照耀后就可以完成固化。

  

  但是微波中压汞灯这一传统光源存在着许多坏处,不只耗能很高,其发作微波的磁控管在作业时会宣布很多的热。一起,其所能到达的辐射功率也很低,依据光谱显现,中压汞灯宣布的光线中对固化有用的紫外光仅有10%左右,可见光20%,发热量到达70%。明显,微波中压汞灯的固化功率难以满意光纤职业日益增长的出产需求,也与时下倡议经济环保的理念相悖。

  针对传统工艺中的各类问题,张善端团队选用紫外LED光源研宣布更为高效的紫外光固化体系,除了下降能耗的特色外,传统设备只要6000小时的寿数,而这套体系则将运用寿数延伸到了30000小时。通过一年多的继续运转,几乎没有光衰,光电参数仍然坚持出厂状况。此外,相同依据光谱显现,紫外LED在针对光纤油墨固化的365至385纳米波段上,能量非常会集,比较于中压汞灯,对固化更为有利。张善端表明:“新式的紫外LED光固化体系仅需传统五分之一的能耗,就能完成比传统高出一倍的辐射照度,拉丝速度进步一半,且作业得愈加持久。”

  抢先世界 LED功率密度全球榜首

  据介绍,这套紫外LED光固化体系不只仅能彻底替代传统的微波中压汞灯,与现有的同类LED产品比较,在多方面完成了技能上的打破与立异。

  该体系由光纤固化炉、驱动电源和冷却体系三个部分组合而成,光纤固化炉是技能的中心地点,而这其间的LED光源又是整套体系最为要害的部分。三年前的工博会上,张善端团队研制的紫外LED光固化体系初度露脸,其时的紫外LED光源能完成200瓦每平方厘米的功率密度,现已到达了全球抢先的水准。但是那仅仅一次开始测验,通过几年来的继续探究,他们不断将LED技能面向新的顶峰,本年的工博会上,这套针对光纤拉丝塔的紫外LED光固化体系现已将最高封装功率密度提升至700瓦每平方厘米,安定了全球榜首的技能位置。对此,张善端感到非常骄傲:“咱们把握了光纤拉丝塔中心技能之一的光纤固化炉技能,这是咱们我国的解决方案。”

  另一方面,职业常见的紫外LED芯片最高只能饱尝1安培每平方毫米的电流密度,而由张善端特别规划定制的LED芯片则能将这个接受上限进步到4.5安培每平方毫米,这首要得益于其立异的封装技能。一般情况下,电流不断进步时,宣布的热量占比更高,导致辐射功率下降的一起还会使得器材快速老化。而张善端团队的封装办法可以有用散热,将光源的芯片控制在合理的温度范围内,改进辐射功率,坚持安全高效的作业状况,进一步进步了紫外LED光源的功率密度。

  除了功率密度极高的紫外LED光源,另一大技能立异亮点则是高效的紫外光折射和反射体系。这套光学体系包含了精心规划的透镜和反射器,可以将光源宣布的紫外光会聚到圆柱轴心,增强轴心的辐射照度,下降光学损耗,然后进步拉丝固化的速度。

  助力出产 未来有望推进更多职业改造

  现在,该体系现已申报6项发明专利,杰出的技能功能也产生了明显的经济和社会效益。

  在该体系的助力之下,坚持平等的体系输入功率,光纤拉丝塔的拉丝速度可以添加近50%,到达每分钟3000米的惊人速度。现在,只需两个拉丝塔就可以取得本来三个拉丝塔的产量,既节省了出资,又添加了产量,一起还可以下降能耗。

  数据显现,几家世界光纤巨子企业在小规模运用该体系后,近三年共新增产量18.4亿元,新增赢利达3亿元,而且节电402万千瓦时,节电效益折算443万元,减排二氧化碳0.4万吨。因而,这套光纤拉丝塔用紫外LED光固化体系关于光纤职业的出产制作是一项重大打破,将有力推进光固化设备的改造。张善端有把握在三年内完成国内企业光纤固化炉技能的升级换代。

  而将来,该技能还有望使用于更多与光固化相关的范畴,例如印刷、木地板、家居、地坪等职业。依仗杰出的芯片封装功率密度,该LED光源可以广泛适用于各种类型的光固化使用。张善端表明:“对绝大部分不同色彩或成分的光固化油墨,用这个紫外LED光源几秒就能完成固化。在世界上咱们是走在前面的。”而关于油漆、木器、印刷等类型的光固化,该技能还可以将节能起伏推升至90%。

  尽管“光固化”对大部分人而言有些生疏,但每个人的日常日子都与油墨、涂料、油漆等休戚相关。在张善端看来,紫外LED光固化体系在光纤职业的使用仅仅它构成的榜首次职业打破,凭仗其高质高效、节能环保、安全持久的优势,这套技能今后将无所不在。“咱们喜爱难题,难题意味着有门槛,不可能被快速仿制。咱们现在要做到推出一代、研制一代、预研一代。”张善端这样描绘研制团队的理念。?

  

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