LED kürleme baskı atölyeniz için neden önemlidir?

Öğrenme Eğrisi serimizin bir parçası olarak Simon Eccles, geniş format inkjetlerde fotopolimer mürekkeplerin ultraviyole kürlenmesi için LED ışık dizilerinin artan kullanımını inceliyor.

LED’ler, minimum güç tüketimiyle yoğun ışık üretirken çok az ısı yayan ve genellikle çok uzun ömürlü olan çekici bir teknolojidir. Modern UV mürekkep püskürtme makinelerindeki güç tüketen, sıcak ve kısa ömürlü cıva buharı lambalarının (diğer adıyla metal halide) yerini almaya başlıyorlar.

Düşük güç tüketimi, soğuk çalışma, kullanımda büyük esneklik, uzun ömür ve bertarafla ilgili çok az sorun, LED’lerin hem pratik baskı açısından hem de cıvalı lambalara çok daha çevre dostu bir alternatif olarak çok çekici bir teknoloji olduğu anlamına gelir.

Tasarrufların tam olarak ne olduğu sistemlere bağlı olarak değişir ve LED maliyet-performansı ve güç çıkışları her zaman değişmektedir. Ancak kabaca bir kılavuz olarak Mimaki, 10W UV enerjisi veren geniş formatlı bir baskı makinesi için tipik bir UV-LED ünitesinin lambalar için yaklaşık 60W, soğutma fanı ve çıkış kontrol devresi için yaklaşık 20W elektrik tükettiğini söylüyor. Yani toplamda 80W, eski nesil 100W tungsten filamanlı ev tipi ampulden biraz daha az.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, geleneksel bir metal halide lambanın toplam güç tüketimi yaklaşık 1,2KW’tır, bu da tek barlı bir elektrikli yangın ısıtıcısından daha fazladır. Bu lambalar çok sıcak çalışır – dahili olarak 600 ila 800 derece arasında – ve kafalar, mürekkep ve en önemlisi medya dahil olmak üzere yazıcının diğer bileşenlerine iletilen radyan ısı üretirler.

O halde bir metal halide lamba, UV-LED kürleme sisteminden yaklaşık 15 kat daha fazla elektrik kullanır. Bununla birlikte, UV-LED’ler neredeyse anında açılıp kapatılabildiğinden, yazıcıların bunları yalnızca gerçek baskı döngüsü sırasında açmaları gerekir. Bir metal halide lamba kapatıldıktan sonra soğuyana kadar tekrar açılamaz.

Bu nedenle, yazıcı kullanımdayken genellikle sürekli açık bırakılır. 50 çalışma döngüsü ile bir UV-LED dizisi metal halide göre sadece 1/30 oranında elektrik tüketir. Bu, tüm yazıcının LED ile 30 kat daha verimli olduğu anlamına gelmez.

Tüm yazıcılar motorlar, kontrol elektroniği, mürekkep kaynakları ve vakum pompaları gibi ortak unsurlara sahiptir. Dolayısıyla yazıcının bir bütün olarak güç tüketimindeki gerçek fark daha az olacaktır. Yine de, metal halide lambalı bir baskı makinesi UV-LED’li bir baskı makinesine göre üç ila on kat daha fazla elektrik tüketiyor, diyor Mimaki.

UV-LED’lerin kullanılması bir yazıcının satın alma fiyatında çok fazla fark yaratmaz, bu nedenle LED’ler daha az elektrik kullanımı, daha düşük bakım ve neredeyse hiç değiştirme maliyeti olmaması nedeniyle zaman içinde daha fazla para tasarrufu sağlar. Elektrik faturalarındaki bariz düşüşün yanı sıra, bu durum karbon ayak izini azaltmaya veya karbon nötr sertifikası almaya çalışan şirketler için önemli bir faktör olabilir ve karbon kredileriyle bir miktar ilgisi olabilir.

Harika bileşenler

LED’ler (Işık Yayan Diyotlar), modern aydınlatma uygulamalarında yaygın olarak kullanılan ve her zaman yeni kullanım alanları ortaya çıkan katı hal elektrik bileşenleridir. UV yayan tip (genellikle UV-LED olarak adlandırılır) sadece daha özel ve pahalıdır. Mürekkep kürleme amaçları için çoklu LED dizilerine yerleştirilirler.

Cıva buharlı lambaların daha geniş yelpazesine kıyasla nispeten dar bir UV dalga boyu aralığı üretirler. Bu dalga boylarında maksimum hassasiyet için formüle edilmiş mürekkepleri kullanmak en iyisidir. Yazıcı üreticileri kendi yazıcılarında LED kullanımı için kendi etiketli mürekkeplerini tedarik edebileceklerdir, ancak üçüncü taraf mürekkepleri kullanıyorsanız bu dikkat etmeniz gereken bir faktördür.

Cıvalı lambaların aksine, UV-LED’ler kızılötesi ışık veya radyan ısı yaymaz. Bu, baskı ortamının baskı sırasında önemli ölçüde ısınmadığı anlamına gelir, böylece ısıya duyarlı malzemeler kullanılabilir.

Alternatif olarak, LED’lerin altında bükülmeyecekleri için cıvalı lambalara göre vinil gibi daha ince plastikler kullanabilirsiniz. Daha ince medya, malzeme tasarrufu ve daha hafif rulolar anlamına gelir ve teslimat kamyonlarından atık bertarafına kadar tedarik zinciri boyunca fayda sağlar. LED’lerin sürücü elektroniği ısınır, bu nedenle büyük dizi lamba muhafazaları hala biraz su veya fan soğutmasına ihtiyaç duyar, ancak gördüğümüz gibi, bu cıvadan çok daha az güç gerektirir.

Daha düşük lamba sıcaklıkları, baskı odasında daha az ortam ısıtması anlamına da gelebilir. Normalde bu iyi bir şeydir, ancak bazı soğuk iklimlerde bu, telafi etmek için kışın fabrika ısıtmasını biraz açmanız gerektiği anlamına gelebilir, bu nedenle maliyet avantajlarının bir kısmını kaybedersiniz.

Öte yandan, sıcak iklimlerde operatörler daha serin bir baskı odasından memnun kalacaklardır ve eğer varsa klima gücüne o kadar fazla ihtiyaç duymayacaksınız. Bir MH lambanın lamba ömrü normalde yaklaşık 1000 saat olarak kabul edilir (%30 ışık azaltma süresine kadar). Lamba günde 8 saat çalışıyorsa, 125 günde değiştirilmesi gerekecektir (20 çalışma günü/ay ile yaklaşık 6 ay).

Daha uzun ömür

UV-LED’li tek bir çipin hizmet ömrü, ısı dağılımına bağlı olarak yaklaşık 10.000-15.000 saattir. Bir UV-LED günde 8 saat çalışıyorsa, 10.000 saat hizmet ömrü ile 1.250 gün (yılda 250 iş günü varsayıldığında yaklaşık 5 yıl) dayanır.

UV-LED’ler yazdırma dışı modda kapalı olduğundan, gerçek hizmet ömrü daha uzun olacaktır. Çoğu UV-LED’in yazıcının hizmet ömrü boyunca değiştirilmesi gerekmeyecektir. Eski yüksek basınçlı cıva lambaları, operatörler için tehlikeli olan ve havalandırma yoluyla çıkarılması gereken ozon gazı üretiyordu.

Bununla birlikte, ozon üreten belirli dalga boyunu filtreleyen bir cam kullanılarak bunun büyük ölçüde üstesinden gelinir. LED’ler de ozon üretmez. Cıva zehirlidir, bu nedenle lambaların çevre düzenlemelerine uygun olarak imha edilmesi gerekir. LED’lerde önemli bir tehlikeli madde yoktur ve daha uzun ömürlü oldukları için zaten daha az atık oluşur.

Hızlı anahtarlama

Bir diğer büyük avantaj ise LED’lerin zarar görmeden hızla açılıp kapatılabilmesi veya yoğunluklarının değiştirilebilmesidir. Cıvalı lambalar, lambalardaki cıva aracılığıyla kısa devre arkı oluşturarak çalışır. Bu lambaları çalıştırmak için özel elektronikler gerekir ve bir kez çalıştırıldığında, çalışmaya devam etmelerini istersiniz, bu nedenle normalde vardiya boyunca açık bırakılırlar, baskı yapsanız da yapmasanız da güç kullanırlar ve ısı üretirler.

Yazıcı hızları değiştiğinden UV kürlemenin enerji gereksinimleri de değişmektedir. Güç girişini değiştirerek cıva lambası çıkış yoğunluğunu değiştirmek için yalnızca sınırlı bir kapsam vardır, bu nedenle her zaman tam güçte çalışırlar ve ortama ulaşan ışık miktarını kontrol etmek veya tamamen kapatmak için mekanik panjurlar kullanılır.

Buna karşın, LED’ler o kadar hızlı değiştirilebilir ki, bu ışık çıkışını değiştirmek için kullanılabilir, ancak giriş gücü seviyelerini değiştirerek parlaklığı değiştirmek de mümkündür. LED’ler yalnızca ihtiyaç duyulduğunda açıldığından ve güç çıkışlarını azaltmak için darbeli olarak çalıştırılabildiğinden, kullanım ömürleri yıllara, hatta potansiyel olarak yazıcının kullanım ömründen daha uzun bir süreye kadar uzatılabilir.

ABD merkezli LED kürleme lambası dizileri geliştiren Phoseon’un pazarlama ve geliştirme başkan yardımcısı Chad Taggart, her geçen gün daha yüksek ışık emisyonlarının geliştirildiğini belirtiyor. “Parlaklık ve enerji yoğunluğu veya doz açısından LED’lerin gücü dramatik bir şekilde artıyor” dedi. “Her iki ila üç yılda bir çıkış kapasitesini iki katına çıkarıyoruz. Örneğin 2008’de cm2 başına 4 Watt’tan 2010’da 8’e, 2012’de 16’ya çıktık. Gelecekte 24 veya daha fazlasına ulaşmaması için hiçbir neden yok.

“Düşük güç algısının insanların teknolojimizi güncel olarak takip etmemesinden kaynaklandığına inanıyoruz. Bugün geniş formatta mevcut en yüksek hızlar için LED kullanan birçok müşterimiz var. Bazı yazıcılar hava soğutmalı, bazıları su soğutmalı. Genellikle en yüksek güce sahip ürünlerimiz su soğutmalıdır. Eğer onları serin tutarsanız 20.000 veya 30.000 saat dayanırlar.”

Elektronik, aygıt yazılımı ve diğer sorunlar, son kullanıcıların mevcut bir UV cıva lambalı yazıcıyı LED’leri kullanacak şekilde modifiye etmelerinin pek mümkün olmadığı anlamına gelse de, üreticilerin büyük değişiklikler yapmadan bunları eklemeleri giderek kolaylaşıyor.

Örneğin İngiltere’deki Integration Technology Ltd (ITL) FESPA 2012’de MZero LED lambalarını tanıttı. Bunlar, geniş formatlı yazıcıların kafa taşıyıcılarında halihazırda kullanılan MZero cıvalı lamba üniteleri için doğrudan bir bileşen değişimidir.

UV-LED’ler için baştan tasarlanan yazıcılar daha küçük olabilir, çünkü soğutma ve emiş fanları için yer açmaya daha az ihtiyaç vardır.

Hangi yazıcılar LED kullanır?

Inkjet üreticileri, piyasaya sürülen yeni UV yazıcılara giderek daha fazla LED takıyor.
Mimaki, ilk olarak 2003 yılında geliştirmeye başladığı LED’leri 2008 yılında UJV-160’da geniş format için kullanan ilk firma olduğunu iddia ediyor.

Geçen yıl Londra’daki FESPA Digital’de aynı şirket bir çift hızlı LED kürlemeli yazıcı tanıttı: düz yataklı JFX500-2131 ve rulo beslemeli UJV500-160. Fujifilm’in rulo beslemeli Acuity 1600 LED’i ve Roland’ın rulo beslemeli VersaUV 640 LEJ ve flatbed 640 LJF’si de LED kullanan yazıcılar arasında yer alıyor.

EFI VUTEk, HS ve GS yazıcı serilerinin yeni varyasyonlarını tanıtırken UV-LED’leri kullanıyor. Ancak en hızlı flatbed olan HS 100 Pro için LED’ler tek başına yeterince güçlü değil. Bunun yerine LED’lerin kafa taşıyıcısına monte edildiği ve noktaları keskin tutmak için baskıdan hemen sonra mürekkebi sabitlediği, daha güçlü cıva lambalarının ise tam kürleme yaptığı hibrit bir kürleme sisteminde kullanılıyorlar.

İki lamba setinin göreceli zamanlamasının değiştirilmesi, EFI’nin mürekkeplerin yapışma ve parlaklık seviyelerini değiştirmesine olanak tanır.

Mutoh, bu yıl Münih’te düzenlenen FESPA Digital’de UV-LED lambalı üç yeni baskı makinesini tanıttı.

Bunlar kompakt 24 inç ValueJet 628, sert ve rulo malzemeler için daha geleneksel ValueJet 1626UH. Üçüncüsü ise Mimaki’nin UJF-3042/6042 ailesine ve Roland’ın LED lambalar kullanan LEF-12 ve LEF-20 küçük flatbed’lerine rakip olacak yeni bir “masaüstü” A3 format flatbed, ValueJet 426UF.

Ne için çalışmazlar

Çok büyük, yüksek çıkışlı LED dizilerinin ilk yapım maliyeti, bunların henüz en büyük HP FB makineleri veya Inca Onsets gibi en hızlı UV düz yataklı baskı makinelerine veya solvent-UV hibrit mürekkep baskı makinelerindeki tam genişlikli dizilere uygun olmadığı anlamına geliyor.

Bununla birlikte, son yıllarda UV-LED’in artan güç çıkışları ve düşen fiyatları göz önüne alındığında, bu eğilimin birkaç yıl içinde tüm yeni yazıcılarda cıva buharının yerini alabileceği noktaya kadar devam etmesi kaçınılmaz görünüyor.

Şimdiye kadar LED’ler tam genişlikteki diziler için de uygun maliyetli değil. Bu da şu anda Mimaki (JV400SUV), Fujifilm (Vybrant F1600) ve Colorific (Roland, Mimaki ve Mutoh eko-solvent yazıcılar için dönüştürme kitleri satıyor) tarafından sevk edilen solvent-UV hibrit mürekkepli yazıcılarda kullanılmalarını engelliyor.

Bu durumda mürekkepte az miktarda solvent kullanılır, bu da mürekkebi sabitlemek için yazıcı yatağında yanıp söner ve daha sonra baskı arabasının yaklaşık 60 cm aşağısında tam genişlikte bir UV lamba dizisi ile kürlenir. 40 ila 60 inçlik bir LED dizisi bir servete mal olacaktır.

Bununla birlikte, tarama baskı arabalarında kullanılan lambalardan (araba üzerinden geçerken sadece küçük bir alanı aydınlattıkları için daha fazla enerji aktarmaları gerekir) daha düşük bir UV ışık çıkışına ihtiyaç duyulur, bu nedenle hafif basınçlı UV tüpleri kullanılabilir. Bunlar cıvalı lambalardan daha az güç kullanır ve ozon olmadan daha az ısı üretir.

Görünür ve kablosuz gelecekler

UV baskı makineleriyle doğrudan ilgili olmasa da, görünür dalga boylu LED’ler baskı fabrikaları da dahil olmak üzere genel aydınlatma için giderek daha fazla kullanılıyor. Muhtemelen önümüzdeki on yıl içinde oda ve dış aydınlatma için geleneksel akkor ve floresan lambaların yerini alacaklar.

Sadece yukarıda bahsedilen güç tasarrufu, serin çalışma ve uzun ömürlülük avantajlarına sahip olmakla kalmazlar, aynı zamanda RGB renk kümeleri oluşturarak renk çıkışını değiştirmek de mümkündür. Nihayetinde LED’ler parlayan duvar ve tavan panellerine yerleştirilebilir, böylece geleneksel ampul veya şerit lambalar tamamen ortadan kalkabilir.

Günümüzün LED lambaları standart ampul prizlerine takılabilmektedir. Şu anda, son birkaç yılda Avrupa genelinde yaygınlaşan enerji tasarruflu floresan lambalardan çok daha pahalıdırlar. Ancak, benimsenme oranları arttıkça fiyatlar düşecek, daha düşük güç tüketimi ve daha uzun ömürleri onları kullanıcılar arasında popüler hale getirecektir. Cıva içeren enerji tasarruflu ‘CFR’ (Kompakt Floresan Reflektör) lambaların aksine, LED’lerde kullanım ömrü sonunda bertaraf sorunu da daha azdır.

Parlak beyaz LED’ler otomobillerde far olarak giderek daha fazla görülmeye başlandı ve bugün gaz deşarjlı farlardan bile daha pahalı olmalarına rağmen ana farlar olarak da sunulmaya başlandı.

İşin bir de bilgi işlem boyutu var. LED’ler şu anda Li-Fi adı verilen bir tür kablosuz veri iletim sistemi olarak geliştirilmektedir. Bu sistem gelecekte LED lamba ünitelerine yerleştirilebilir ve LED’leri saniyede binlerce kez açıp kapatarak çalışır, böylece göz fark etmez. Günümüzün radyo frekanslı Wi-Fi’sinden çok daha yüksek bant genişliği potansiyeline sahiptir.

Özet

Yani LED’ler tam bir yol ayrımında bulunuyor. Bazı yazıcılarda giderek daha uygun maliyetli hale gelirken, daha büyük platformlar henüz tam olarak o noktada değil.

Kürleme sistemlerinizi dönüştürmek için hala katlanmanız gereken maliyetler vardır, ancak yalnızca ampul ömründe yapabileceğiniz tasarruf, yatırımı hızlı bir şekilde ödeyecek ve elektrikten tasarruf ederken çevresel performansınızı artıracaksınız.

Daha kârlı bir geleceğe yatırım yapmak istiyorsanız, terazi LED kürlemeye doğru kayıyor – ve kârlılığın yanı sıra çevreye de yardımcı olan tasarruflarla destekleniyor, bu da onu her yazıcı için bariz bir seçim haline getiriyor.