Diez áreas principales de aplicación del LED UV

En los últimos años, con el avance continuo de la investigación y el desarrollo de LED, la innovación de la tecnología LED y los campos de aplicación se han expandido continuamente, y el mercado de LED se ha vuelto cada vez más amplio. Los LED UV han ido entrando poco a poco en nuestro campo de visión, y algunas empresas han participado en la investigación, mejora y aplicación de lámparas ultravioleta LED UV. Para el público en general, la luz ultravioleta de longitud de onda adecuada también es una onda luminosa esencial para nuestro cuerpo humano. Así que hoy, echemos un vistazo a los principales campos donde se aplican los LED UV.

Los llamados rayos ultravioleta (rayos ultravioleta/UV para abreviar) se refieren a los rayos de luz invisibles más allá del espectro de luz visible (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) de la luz solar. Los rayos UV se denominan colectivamente radiación con longitudes de onda que oscilan entre 10 nm y 400 nm en el espectro electromagnético. Dependiendo de la longitud de onda, los rayos UV generalmente se dividen en tres bandas: A, B y C, de la siguiente manera: los LED UVA varían de 400 a 315 nm, los LED UVB de 315 a 280 nm y los LED UVC de 280 a 100 nm. Las aplicaciones específicas varían según las diferentes longitudes de onda.

En la aplicación del mercado de LED UV, el LED UV-A tiene la mayor participación de mercado, alcanzando hasta el 90%. Su principal mercado de aplicaciones es el curado, que abarca campos como el arte de las uñas, la odontología y la impresión con tinta. Además, el LED UV-A también se introduce en la iluminación comercial, lo que puede hacer que la ropa blanca parezca más blanca. En cuanto a los LED UVB y UVC, se aplican principalmente en esterilización, desinfección, fototerapia médica, etc. Entre ellos, los LED UVB se utilizan principalmente en tratamientos médicos, mientras que los LED UVC se utilizan para esterilización y desinfección. Además, los LED UV se aplican desde el reconocimiento de papel moneda hasta el endurecimiento de resina ligera, la captura de insectos y la impresión, y se están desarrollando hacia mercados como la esterilización, desinfección, tratamiento biomédico, identificación antifalsificación, purificación del aire, almacenamiento de datos y aviación militar, centrándose principalmente en iluminación especial.

1. LED UV en áreas de aplicación de sistemas de fotopolimerización.

Las aplicaciones típicas de la banda de longitud de onda UVA son el curado UV y la impresión con tinta UV, con longitudes de onda representativas de 395 nm y 365 nm. Las aplicaciones de curado con luz LED UV incluyen el curado de adhesivos UV en industrias como pantallas, dispositivos médicos electrónicos e instrumentos; Curado de recubrimientos UV en industrias como materiales de construcción, muebles, electrodomésticos y automóviles; y curado de tintas UV en industrias como la impresión y el embalaje. Entre ellos, la industria de paneles decorativos LED UV se ha convertido en un punto importante. Su mayor ventaja es la producción de paneles ecológicos sin formaldehído, con ahorros de energía del 90%, alto volumen de producción, resistencia al rayado de monedas y amplios beneficios económicos. Esto indica que el mercado de curado por LED UV es un mercado de productos de aplicaciones integral y de ciclo completo.

Industria microelectrónica: aplicaciones de curado con luz UV: ensamblaje de componentes de teléfonos móviles (lentes de cámaras, auriculares, micrófonos, carcasas, módulos de cristal líquido, revestimientos de pantallas táctiles, etc.), ensamblaje de cabezales magnéticos de discos duros (fijación de alambre de oro, cojinetes, bobinas, unión de chips, etc.), cámaras DVD/digitales (lentes, unión de lentes, refuerzo de placas de circuito), ensamblaje de motores y componentes (cables, fijación de bobinas, fijación de extremos de bobinas, unión de componentes PTC/NTC, núcleo de transformador de protección), chips semiconductores (recubrimiento protector a prueba de humedad, máscara de oblea, inspección de contaminación de oblea, exposición de cinta UV, inspección de pulido de oblea), producción de sensores (sensores de gas, sensores fotoeléctricos, sensores de fibra óptica, codificadores fotoeléctricos, etc.).

Aplicaciones de curado con luz UV LED de la industria de PCB: fijación de componentes (condensadores, inductores, diversos complementos, tornillos, chips, etc.), circuito central y encapsulado a prueba de humedad, protección de chips, protección de recubrimiento antioxidante, recubrimiento conformado (esquina) de placa de circuito, cable de tierra, cable volante, fijación de bobina, máscara de orificio pasante de soldadura por ola.

2. Campo de aplicación médica.

Tratamiento de la piel: una aplicación importante de la banda de longitud de onda UVB es el tratamiento de enfermedades de la piel, concretamente la fototerapia UV. Los científicos han descubierto que la luz ultravioleta con una longitud de onda de alrededor de 310 nm tiene un fuerte efecto melanótico en la piel, que puede acelerar el metabolismo de la piel y mejorar el crecimiento de la piel, tratando así eficazmente fotodermatosis como el vitíligo, la pitiriasis rosada, la erupción luminosa polimorfa, la dermatitis actínica crónica y el prurigo actínico. Por lo tanto, la fototerapia UV está ganando cada vez más aplicaciones en la industria médica. En comparación con las fuentes de luz tradicionales, los LED UV emiten líneas espectrales puras, que pueden maximizar la eficacia del tratamiento. La banda de longitud de onda LED UVB también se puede aplicar en el campo de la atención médica. La exposición a la radiación LED UVB puede inducir reacciones fotoquímicas y fotoeléctricas en el cuerpo humano, lo que da como resultado la producción de diversas sustancias activas. Actualmente se utiliza para regular la función nerviosa superior, mejorar el sueño y reducir la presión arterial. Además, los estudios han demostrado que la banda de longitud de onda UVB puede acelerar la producción de polifenoles en determinadas verduras de hoja (como la lechuga roja). Se afirma que estos polifenoles tienen propiedades anticancerígenas, anticancerígenas y mutaciones anticancerígenas.

Dispositivos médicos: la unión adhesiva UV facilita el montaje económico y automatizado de dispositivos médicos. Hoy en día, los sistemas avanzados de fuente de luz LED UV, capaces de curar adhesivos UV sin disolventes en segundos, junto con los sistemas de dispensación, proporcionan un método eficaz y económico para lograr una unión consistente y repetible durante el proceso de ensamblaje de dispositivos médicos. La optimización y el control de las fuentes de luz ultravioleta son cruciales para fabricar dispositivos médicos fiables. El uso de adhesivos curables por UV ofrece numerosas ventajas, como menores requisitos de energía, ahorro de tiempo y espacio de curado, mayor productividad y una automatización más sencilla. Los adhesivos UV se utilizan generalmente para unir y sellar dispositivos médicos, que exigen la máxima calidad y fiabilidad. Las aplicaciones típicas del curado de adhesivos UV en el ensamblaje de dispositivos médicos incluyen la unión de: 1) diferentes materiales (o con diferentes propiedades mecánicas); 2) materiales que no son lo suficientemente gruesos para los métodos de soldadura; 3) subcomponentes preproducidos.

3. Campo de esterilización y desinfección.

La luz ultravioleta de longitud de onda UVC, debido a su longitud de onda corta y alta energía, puede destruir la estructura molecular del ADN (ácido desoxirribonucleico) o ARN (ácido ribonucleico) en las células de organismos microbianos (patógenos como bacterias, virus y esporas) en un corto período de tiempo. Las células no pueden regenerarse y las bacterias y los virus pierden su capacidad de autorreplicarse. Por lo tanto, los productos de longitud de onda UVC pueden usarse ampliamente para la esterilización y desinfección de agua, aire y otras sustancias. Debido a las ventajas de los LED UV, como su pequeño tamaño, se pueden utilizar como fuente de luz para equipos completos de esterilización UV (ultravioleta), adecuados para procesos de preenvasado en líneas de producción a gran escala con diversas formas y materiales. También se pueden utilizar como fuente de luz UV (ultravioleta) para esterilizadores de aire interior, adecuados para la esterilización y desinfección del aire interior en hogares, lugares públicos y otras áreas interiores. También se aplican a diversos electrodomésticos, como armarios de desinfección y hornos microondas.

Los productos de aplicación de luz ultravioleta profunda (UV) disponibles actualmente en el mercado incluyen desinfectantes portátiles con luz ultravioleta profunda, esterilizadores de cepillos de dientes con luz ultravioleta profunda, esterilizadores y limpiadores de lentes de contacto con luz ultravioleta profunda, esterilizadores de aire, esterilizadores de agua y esterilizadores de alimentos y superficies. Con la creciente conciencia sobre la seguridad y la higiene de las personas, la demanda de estos productos aumentará significativamente, creando así un mercado a gran escala.

4. Campo militar.

Dado que la banda LED UVC se encuentra dentro del espectro ultravioleta ciego al sol, también tiene importantes aplicaciones militares, como comunicación segura ultravioleta de corto alcance, interferencias de rayos UV y tecnología de advertencia de rayos UV.

Comunicación ultravioleta (UV): la comunicación ultravioleta es un método de comunicación novedoso con un inmenso potencial de desarrollo. Posee numerosas ventajas que no se encuentran en otros métodos de comunicación convencionales, como una baja tasa de escuchas ilegales, una alta capacidad antiinterferencias, una baja resolución de bits y un funcionamiento en cualquier condición meteorológica. Por lo tanto, ha atraído una amplia atención por parte de departamentos que exigen una alta confidencialidad y movilidad en la comunicación.

Interferencia ultravioleta (UV): la aparición de misiles guiados de doble color UV conduce inevitablemente al desarrollo de tecnología de interferencia de doble color infrarrojo-UV. La clave para la interferencia de rayos UV es desarrollar un propulsor con radiación UV lo suficientemente fuerte, que pueda llenarse para producir proyectiles de interferencia con capacidades de interferencia de rayos UV.

Advertencia ultravioleta (UV): el dispositivo de advertencia ultravioleta (UV) detecta objetivos detectando la radiación UV en la columna de escape de los misiles. Enumera las características de radiación de la columna de escape de misiles que utilizan diferentes combustibles a bajas altitudes. Se basa en advertencias activas que funcionan a través de radar, así como en advertencias pasivas que incluyen principalmente advertencias infrarrojas, láser y ultravioleta (UV).

5. Campo de crecimiento de plantas.

Según Liu Wenke, investigador del Instituto de Medio Ambiente Agrícola y Desarrollo Sostenible de la Academia China de Ciencias Agrícolas, el cultivo cerrado sin suelo es propenso a la acumulación de sustancias autotóxicas. Sin embargo, la fotocatálisis de TiO2 puede degradar los exudados de las raíces y los productos de degradación de la cáscara de arroz en la solución nutritiva del sustrato de cultivo. La luz solar contiene sólo un 3% de luz ultravioleta y más del 60% es filtrada por los materiales que cubren las instalaciones, como el vidrio, lo que hace imposible su aplicación dentro de las instalaciones. Las bajas temperaturas y la luz solar limitada durante el invierno en el cultivo de hortalizas fuera de temporada dan como resultado una baja eficiencia y una estabilidad deficiente, que no pueden satisfacer las necesidades de la producción industrializada de hortalizas en instalaciones. Existe una demanda urgente para el desarrollo de sistemas fotocatalíticos de TiO2 con luz artificial adecuados para el cultivo sin suelo en horticultura de instalaciones, especialmente para su uso en fábricas de plantas, con un gran potencial comercial. En junio de 2015, China había establecido más de 80 fábricas de plantas y cultivado cientos de miles de hectáreas de invernaderos de varios espacios.

6. Áreas de aplicación de equipos de purificación de humos de aceite.

Según el informe de Haining Yaguang, el sistema de purificación de humos de aceite de oxidación por fotólisis con luz ultravioleta es actualmente el sistema de purificación de humos de aceite de oxidación por fotólisis más avanzado de China. En este sistema de purificación, un tubo LED UVC especialmente fabricado que contiene 185 nm + 254 nm desempeña un papel fundamental. Puede descomponer el aceite y la grasa, así como los olores del aire de la cocina, y tiene las ventajas de no tener contaminación secundaria, reducir los riesgos de incendio, ser pequeño, ligero y reducir significativamente los costos de mantenimiento.

7. Áreas de aplicación del tratamiento de gases de escape.

Según los informes, las emisiones totales de COV de la industria textil de China representan aproximadamente el 30% del total de las emisiones industriales de COV. Los COV son una de las sustancias precursoras de la generación de turbidez y un componente importante para la formación de PM2,5. El tratamiento de oxidación fotocatalítica de COV utilizando LED UV como fuente de luz fotocatalítica es superior, con ventajas como tamaño pequeño, alta actividad catalítica, propiedades químicas estables, bajo costo y no toxicidad, y tiene una amplia gama de perspectivas de aplicación.

8. Campo de valoración de piedras preciosas.

Diferentes tipos de piedras preciosas, la misma piedra preciosa de diferentes colores y las piedras preciosas del mismo color con diferentes mecanismos de coloración tienen diferentes espectros de absorción UV visible. Aunque algunas piedras preciosas optimizadas tienen el mismo color que sus correspondientes piedras preciosas naturales, sus espectros de absorción pueden diferir debido a diferencias en los mecanismos de coloración o sustancias colorantes. Los LED UV pueden ayudar a identificar piedras preciosas y distinguir entre ciertas piedras preciosas naturales y piedras preciosas sintéticas. También puede distinguir entre ciertas piedras preciosas naturales y piedras preciosas procesadas artificialmente mediante irradiación de luz ultravioleta.

9. Reconocimiento de billetes.

La tecnología de reconocimiento LED UV utiliza principalmente sensores fluorescentes o UV para detectar la marca antifalsificación de impresión fluorescente y la reacción mate de los billetes. Este tipo de tecnología de reconocimiento puede identificar la mayoría de las monedas falsificadas (como billetes lavados, blanqueados y pegados). Esta tecnología fue la primera en desarrollarse, la más madura y la más utilizada. No sólo se utiliza en el reconocimiento de depósitos en cajeros automáticos, sino también en instrumentos financieros como contadores de efectivo y validadores. Generalmente, la fluorescencia y la luz violeta se utilizan para la detección integral de reflexión y transmisión de billetes. Identificar la autenticidad del papel moneda en función de su diferente absorción y reflectividad de los rayos ultravioleta en comparación con otros tipos de papel. La identificación cuantitativa también se puede realizar en billetes con marcas fluorescentes.

10.  Áreas de aplicación del curado de resina UV.

La resina curable con luz ultravioleta está compuesta principalmente de oligómeros, agentes reticulantes, diluyentes, fotosensibilizadores y otros aditivos específicos. Utiliza luz ultravioleta para irradiar resina polimérica, provocando una reacción de reticulación y un curado instantáneo. Bajo la irradiación de una máquina de curado UV LED, el tiempo de curado de la resina curada con UV no necesita tanto como 10 segundos, se puede curar básicamente en 1,2 segundos, lo cual es mucho más rápido que la máquina de curado con luz UV de mercurio tradicional en términos de velocidad. Al mismo tiempo, también es más ideal en términos de calor que las lámparas de mercurio UV. Al ajustar los distintos componentes de la resina curable por UV, se pueden producir productos que cumplan con diferentes requisitos y aplicaciones. En la actualidad, la resina curable por UV se utiliza principalmente para revestimiento de pisos de madera, revestimiento de plástico (como paneles decorativos de PVC), tinta fotosensible (como impresión de bolsas de plástico), revestimiento de productos electrónicos (marcado e impresión de placas de circuito), pulido de impresión (como pulido de papel y naipes), revestimiento de piezas metálicas (como piezas de motocicletas), revestimiento de fibra óptica, fotoprotección y revestimiento de piezas de precisión.