Warum die meisten industriellen UV-Lampen versagen – und wie man eine funktionierende Lampe baut
Wir haben Zeit damit verbracht, 3.000 verschiedene Druckereien zu besuchen. Wir wollten herausfinden, an welchen Stellen diese UV-Systeme in der Praxis versagen.
Was wir festgestellt haben: Es gibt einen großen Unterschied zwischen einer Lampe, die im Labor hervorragend funktioniert, und einer Lampe, die den Anforderungen einer Produktionsumgebung standhalten kann. In einer echten Produktionsstätte geht es nicht darum, eine möglichst hohe Leistung zu erzielen. Vielmehr geht es darum, eine konstante Menge an UVC-Strahlung auf das Material abzugeben – auch dann, wenn die Maschine vibriert und der Raum heiß wird.
Die Realität der Physik
Die meisten desinfizierenden Lampen nutzen Quecksilberdampf bei niedrigem Druck, um die optimale Wellenlänge von 253,7 nm zu erreichen. Doch man kann einfach nicht irgendeine Lampe nehmen und sie anschließen.
Es spielen zwei Faktoren eine Rolle: Die Entfernung der Lampe vom Material sowie die Geschwindigkeit, mit der das Material durch die Kammer bewegt wird. Es handelt sich dabei um einfache Rechennachweise. Wenn die Geschwindigkeit steigt, benötigt man mehr Leistung pro Zoll. Andernfalls fliegt das Material bereits durch die Kammer, bevor die UV-Strahlung ihre Wirkung entfalten kann.
Sicherheit und Kühlung
Was die Sicherheit angeht, ist es wichtig, Schutzmaßnahmen und Verschlüsse zu verwenden. Wir verwenden hochwertiges Quarzglas, denn dieses lässt die UVC-Strahlung hindurch, ohne die Energie aufzunehmen. Wenn das Glas zu viel Energie aufnimmt, überhitzt die Lampe und geht schnell kaputt.
Außerdem sind physische Sicherheitsmechanismen unerlässlich. Wenn jemand die Aushärtungskammer öffnet, muss die Stromzufuhr sofort unterbrochen werden – ohne Ausnahmen.
Wir verwenden außerdem Aluminiumreflektoren, um die Strahlung wieder auf das Ziel zu lenken. Dadurch wird das System effizienter – doch dadurch wird auch die Gehäusehülle heiß. Das ist ein Problem, das viele Menschen nicht berücksichtigen. Wenn die Kühlfanaten nicht richtig funktionieren, verkürzt sich die Lebensdauer der Lampe – pro 10 Grad Temperaturanstieg sinkt die Lebensdauer um etwa 20%.
Die Kompromisse, die man eingehen muss
Hochintensive Lampen erfüllen zwar ihre Aufgabe, doch sie belasten die Elektroden stark. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, verwenden wir spezielle Anschlussstücke.
Außerdem muss man sich für die richtige Größe der Lampe entscheiden. Man kann zwar kompakte Lampen verwenden, doch das birgt Risiken. Wenn alles zu eng zusammengepackt wird, kann es zu thermischen Schocks am Quarzglas kommen.
Man sollte dem System etwas Freiraum geben – und dafür sorgen, dass die Luftzirkulation konstant bleibt. So können die Lampen tatsächlich so lange funktionieren, wie angegeben.