modulo 4 radiometria
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RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
CURSO BÁSICO DE INTRODUÇÃO À CURA POR RADIAÇÃO
RADTECH SOUTH AMERICA – SETEMBRO 2014
Sérgio Medeirossergio.medeiros@brchemical.com
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Segundo aquela famosa marca de pneus: “Potência não é nada sem controle”
E a Cura UV sem controle?
O revestimento está curando perfeitamente. Mas como reproduzir essa condição de cura?
Estou com problema de cura. Quais os parâmetros de cura para voltar ao padrão anterior?
Minha formulação cura no laboratório, mas não reproduz na fábrica. O que está errado?
Muitas perguntas... e uma só resposta!
Ontem estava curando, mas hoje não! O que mudou? O que eu faço?
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Controle do processo de Cura UV!
Dose (J/cm²) e intensidade (W/cm²) em comprimentos de onda definidos.
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Tempo e Temperatura
E a Cura UV?
Monitorando o processo e variáveis:
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Dose: energia total recebida por unidade de área pela superfície do substrato
durante a exposição. Varia com o tempo. Unidade: J/cm²
Intensidade: número de fótons recebidos por unidade de área pela superfície do
substrato. Varia com a potência da lâmpada, distância substrato/fonte, conjunto
lâmpada/refletor. Unidade: W/cm²
Dose = Intensidade x Tempo
Dose e Intensidade
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Lâmpadas
- Refletores
- Temperatura
- Velocidade
- Faixa de trabalho
- Dose e Intensidade
Monitorando o processo e variáveis:
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
20m/min – Dose: 452mJ/cm²
5m/min – Dose: 2064mJ/cm²
tempo (s)
Intensidade
(mW/cm²)
Cura vs Tempo de Exposição
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Responsáveis por 60 ~ 80% da radiação quechega ao substrato.
- Sua geometria é de grande importância poisinterfere diretamente na energia refletida.
Refletores
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Refletor Sujo?
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
178,5 mW
241,2 mW
35%
tempo (s)
Intensidade
(W/cm²)
antes da limpeza
dos refletores
após a limpeza
dos refletores
Refletor Limpo!
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Exemplos de Lâmpadas
- Vapor de mercúrio de baixa pressão
- Vapor de mercúrio de média pressão
- Vapor de mercúrio de alta pressão
- Dopada com Gálio
- Dopada com Gálio/Índio
- Sem eletrodo
- Xenônio
- LED
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Importante!
- Manter lâmpadas e refletores limpos (álcool isopropílico)
- Lâmpadas: giro de ¼ de volta para evitar abaulamento / deformação
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
tempo (s)
Intensidade
(W/cm²)
Lâmpada Focada
Intensidade: 750mW/cm2
Lâmpada Focada
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
tempo (s)
Intensidade
(W/cm²)
Lâmpada Fora de Foco
Intensidade: 350mW/cm2
Lâmpada Fora de Foco
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Controle do processo de produção
- Manutenção de resultados uniformes
- Reprodução laboratório vs produção
- Desenvolvimento conforme necessidade do cliente
- Evitar troca desnecessária de lâmpadas e refletores
- Evitar parada desnecessária do processo
- Documentação dos dados
- Estabelecer parâmetros de cura do produto
- Estabelecer o setup ideal do processo
Benefícios do Radiômetro
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Tipo Comprimento de Onda
UVC 250 ~ 260 nm
UVB 260 ~ 320 nm
UVA 320 ~ 390 nm
UVA2 380 ~ 410 nm (LED)
UVV 390 ~ 450 nm
Faixa Analisada
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
UVC UVB UVA UVA2 / UVV
Faixa Analisada
Superfície do Substrato
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Dose no UVA: de 537 para 487 mJ/cm2
Intensidade no UVA: de 309 para 290 mW/cm2
600 horas
Nova
tempo (s)
Intensidade
(W/cm²)
Antiga
Faixa Analisada
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Dose no UVV: de 737 para 1331 mJ/cm2
Intensidade no UVV: de 397 para 734 mW/cm2
tempo (s)
Intensidade (W/cm²)
Faixa Analisada
Antiga
Nova600 horas
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Linha 1
UVA
UVV
UVA
UVV
Linha 2
2,5s
1,5s
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Medir quando o material estiver curando corretamente (ponto de referência)
- Estabelecer a Janela de Cura
- 2 à 3 leituras (extremidades / meio)
- Documentação dos dados coletados
Iniciando o Controle
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Janela de Cura - Exemplo
200mJ/cm2
250mJ/cm2
Atenção: Abaixo do Intervalo de Cura Especificado
Janela de Cura IdealProcesso sob Controle
Pare! Limite Inferior de Cura
Atenção: Acima do Intervalo de Cura Especificado
Pare! Limite Superior de Cura
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440mW/cm2 no meio
317 mW/cm2 na extremidade
Meio
Meio vs Extremidade
Extremidade
28%
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Organize as Informações!
- Horas de uso das lâmpadas
- Tipos de lâmpadas do sistema
- Condição dos refletores
- Dose e intensidade medidos
- Dose e intensidade indicados
- Material a ser curado (tipo, fornecedor)
- Radiômetro / calibração em dia?
- Comprimentos de onda analisados
- Planilha com valores medidos e gráfico
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Selecionando o RadiômetroExemplos
Esteira
Cura 3D
Sistemas Compactos
Impressão
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Selecionando o Radiômetro
- Dados Fornecidos
- Faixa analisada / Filtros
- Temperatura / Repetibilidade
- Resistência / Durabilidade
- Assistência técnica / Calibração local
- Taxa de Amostragem (25 à 2.000 amostras por segundo)
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Evitar quedas ou batidas.
- Não limpar com produtos abrasivos ou água.
- Utilizar somente pano macio ou algodão.
- Evitar contato dos dedos no filtro óptico. Limpar o filtro somente quando necessário.
- Evitar contato do filtro óptico com respingos de tinta ou verniz.
- Sempre transportar e guardar na maleta.
- Manter o equipamento sempre calibrado.
Manuseio do Radiômetro
O que fazer...
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Manuseio do Radiômetro
... e o que não fazer!
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- Desgaste dos filtros e circuitos – uso e temperatura
- Deve ser feita regularmente
- Garante reprodução dos resultados
- Credenciado pelo fabricante?
- Calibração efetiva (ajuste eletrônico)?
- Padrões (calibração/rastreabilidade)
- Certificado de Calibração
Calibração dos Radiômetros
Radiômetro calibrado = Controle total do processo de cura UV!
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
A cura ocorre em segundos! Sem margem para erro!
$$$ Quanto custa um turno de produção perdido? $$$
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
Alta velocidade de produção!
$$$ Quanto custa um lote de produção perdido? $$$
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
+ =
Radiômetro é investimento!
- Setup ideal do sistema (diferentes produtos / fornecedores)
- Reprodução laboratório vs produção
- Rápida verificação da origem de problemas de cura
- Controle da eficiência das lâmpadas e refletores
- Otimização do processo e variáveis
Controle total do processo de cura UV!
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facebook.com/BRCHEMICAL @BRCHEMICAL12
E-mail: sergio.medeiros@brchemical.com
BRCHEMICAL Integrated Solutions for UV Curing
Tel.: 11 9 9658 4183
Site: www.brchemical.com
Sérgio Medeiros
RADIÔMETROS & RADIOMETRIA
- STOWE, R. W.; The Thin Red Line - Basic Radiometry: What to Buy and What to Measure. Radtech
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- RAYMONT, J.; UV Measurement and Process Control - Keeping the UV Monkey off your back.
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- YAMASAKI, M. C. R.; A Cura de Tintas, Vernizes e Revestimentos por Ultravioleta e Feixe de Elétrons.
IPEN/CNEN-SP; ATBCR, 1997
- MEDEIROS, S.; Geral sobre Radiometria. Presented at Feitintas 2004, September 16, 2004; Latincoat
2004, November 11, 2004 and Abrafati 2005, September 14-16, 2005 and September 09, 2009.
- MEDEIROS, S.; Artigo Radiometria Básica. Revista Empresário Serigráfico, #21, pp. 12 13, December
2003; Revista Tintas & Vernizes, #213, pp. 61-62, July, 2004 and #262, pp. 70-74, September, 2012.
- EFSEN, K.; RAYMONT J.; Radiometry as a tool: Trouble-shooting Production Problems in a Kitchen
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- KOLESKE, J.V.; Radiation Curing of Coatings. ASTM International, 2002.
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