SC Freda，立陶宛最古老的家具公司，成立于1880年，已经开始生产其新的高速家具涂层线。该公司专门生产用刨花板、中密度纤维板和蜂窝轻质建筑板制成的平板家具。表面范围从装饰纸表面透明的UV清漆，到高度着色的UV涂层系统。公司是宜家家居的主要供应商，生产多个产品系列。
作为增加其制造能力的措施，SC Freda扩大了一个新的生产设施，具有高速生产线与紫外线固化。这条新生产线必须符合宜家的高质量和过程控制标准。此外，可持续性和能源效率是被考虑的重要主题，以确保战略、长期投资，并保持在可持续制造的前沿。
EFSEN UV & EB科技成立于1986年，专注于辐射固化技术，在测量和集成UV固化设备方面拥有广泛的应用和行业经验。由于丹麦及其周边国家有着深厚的家具生产传统，EFSEN自然对木材和家具行业的优化固化解决方案有了独特的理解。
EFSEN和Freda多年来一直致力于UV优化，两家公司于2017年开始讨论超高效智能UV线。Freda需要考虑的事情有很多，其中包括成本效率、优越的产品质量和最大限度地提高生产能力。从项目一开始，他们就致力于实现现代、有效和环保的生产过程。
对于EFSEN来说，很明显，唯一合理的方式来提供高效和未来的生产线将与UV-LED固化。虽然UV-LED固化在木材行业已经不再是独一无二的，但目前的UV-LED固化生产线只使用了该技术所能提供的能力的一小部分。EFSEN想更进一步，不限制uv - led在胶结位置的使用，这是uv - led在大多数生产线上的使用方式。目的是将整个过程改为UV-LED固化所有位置，除了最终的顶层涂层固化。由于需要制定具有价格竞争力的UV-LED固化顶层涂料，以满足顶层涂料的高电阻和色彩精度要求，因此传统汞灯的价格/性能还不能与最终层相匹配。
仅用LED固化砂光密封剂是行业首创，如此具有挑战性的任务超出了设备供应商单独完成的能力。随着今天led的高功率输出，该技术的主要限制因素，也是主要的成本驱动因素，是涂层本身。因此，阿克苏诺贝尔成为该项目指定的涂料供应商是一个好处。这家领先的木器涂料制造商以拥有广泛的研发能力而著称。从第一次讨论开始，阿克苏诺贝尔就同意合作开发一种UV-LED固化工艺，使用尽可能多的UV-LED，而不会对涂料价格或性能产生负面影响。EFSEN与阿克苏诺贝尔密切合作，不仅分享技术专业知识，还利用了David Ivarsson的化学专业知识，EFSEN化学家高度擅长UV-LED配方。在与阿克苏诺贝尔的直接接触中，有可能开发出一种新的固化工艺，取代所有传统的UV系统，除了生产线末端的汞灯。使这成为现实的一个关键决定是选择365纳米LED作为砂光位置。
从传统到LED
通过正常的涂层过程，开始用两层透明涂层密封表面，接着打磨表面，然后继续用多层基础涂层构建颜色，最后用顶层涂层完成，挑战是找到一个工艺解决方案，每个位置只有一个LED单元，取代每个工位的多个传统紫外线灯。
以50米/分钟为目标速度(图1)的SC Freda起点的常规线路设置如下:
步骤1:砂光底漆，涂1倍胶
Hg-lamp 120 W /厘米
步骤2:砂光底漆，2倍固化
Hg-lamps 120 W /厘米
步骤3:基础涂层1层，涂2x胶
Ga-lamps 120 W /厘米
步骤4:基础层2，涂2x胶
Ga-lamps 120 W /厘米
步骤5:底涂层3层，用2x固化
Ga-lamps 120 W /厘米
步骤6:表层，用3x 120 W/cm的ga灯和3x 120 W/cm的hg灯固化
新线路要考虑的最大困难是磨砂站前的表面固化。至关重要的是，涂层固化足够好，不堵塞砂光。此外，白色和深灰色的基础涂层将运行，其中包括二氧化钛颜料，吸收大量紫外线照射到400纳米。
EFSEN与阿克苏诺贝尔一起解决了这些挑战，通过定义每个工作站的最佳LED波长，确保与最佳固化的化学效果完美匹配。最后的设置还使用高度可调的led来调整涂层的光泽水平(图2)。通过led固化工艺的低温，结合EFSENs专有的ICAD对UV均匀性的完全控制®技术上，工艺运行具有极高的光泽度稳定性。此外，较低的运行温度防止了边带胶水融化的问题，否则可能会成为一个问题。
能源效率是任何现代装置的主要要求。图3显示，通过选择UV-LED系统而不是传统的汞基系统，可以实现55%的节能。此外，UV-LED系统的长寿命和减少维护要求有助于最大化生产线的正常运行时间。在选择UV- led时，消除了传统UV灯的待机功耗(图中计算没有考虑到这一点)，进一步提高了实际效率。
除了LED系统，EFSEN的传统UV灯系统WoodCure也提供了一些不错的优点。由于引导冷却和优越的温度控制，结合最先进的反射器和电源，该系统提供了极高的强度和最大的寿命。该系统利用反射盒，允许非常快速和方便的清洁和灯泡更换。它只有25%的待机功率水平，具有市场上最低的待机功耗(图4)。
长期的过程稳定
但是，即使在确保化学和光源协同工作，满足应用需求后，LED固化为确保长期工艺稳定性提供了一个独特的障碍。UV- led与传统的UV系统不同，它由数千个独立的光源组成，而且每个光源都略有不同。在几个确定的位置上测量光源，就像在传统光源上做的那样，不会提供所需的过程安全性。在LED的使用寿命中，会发生偏差，如缺陷段，损坏的光学或镜头上的污垢，这将对输出产生负面影响，因此需要治疗。如果这种情况发生在远离测量点的位置，在正常的测量中是无法识别的。
但是缺陷段、损坏或污垢并不是在线工艺控制对UV-LED系统有巨大好处的唯一原因。即使UV- led灯的使用寿命比基于汞的UV灯长得多，它们仍然会老化。这意味着他们会在一生中失去力量。这种老化对温度非常敏感，需要UV-LED系统内的冷却达到完美的平衡。芯片之间的老化也可能不同，这导致UV-LED系统的偏差在使用寿命中变得更大。此外，任何替代led模块将有更高的功率输出相比，其余模块。
EFSEN通过专有的ICAD内联过程控制解决了这个过程稳定性问题，这是EFSENs所有UV-LED产品不可或缺的一部分。ICAD是一种内联控制，可以连续测量灯在整个线宽度上的UV输出(图5)。它可以识别发出的UV功率的偏差，并自动调整单个UV- led阵列，以在UV- led系统的整个宽度上产生均匀的UV分布。使用该技术可以很容易地达到小于5%的偏差，该技术能够在生产过程中进行内联测量，这已经通过无数小时的生产测试得到了证实。
通过利用ICAD技术，SC Freda能够连续控制实际生产过程中应用的UV输出(图6)。所有由ICAD生成的信息都可以提取，以提供UV输出的完整历史，可用于生产批次的质量文档。如果需要，可以为每件产品单独制作文件，显示每个产品实际应用的紫外线能量。
SC Freda决定选择EFSEN的W-LED系统集成ICAD。W-LED是一个“一体机”单元，其中电源，PLC控制和冷却空气供应都包括在一个易于维护的外壳。这节省了线路周围的空间，因为不需要外部电柜。W-LED是为用户设计的。它易于安装和使用，只需要一个电源和PLC连接。集成的冷却空气鼓风机将过滤后的冷却空气转发到LED模组，注意LED模组不被弄脏，以保证LED模组的最佳冷却，进一步增加寿命。这种过滤冷却在木材加工厂的正常条件下是非常重要的。交换W-LED的空气过滤器可以在没有工具的情况下完成，使用标准过滤器盒进行快速和简单的过滤器更换。
W-LED带有可选的电气高度调节，当产品到达时，传感器会激活W-LED，安全传感器会在弯曲的部分被卡住的情况下关闭输送带，定制的遮光罩被设计成适合于输送系统。
结论
在EFSEN和阿克苏诺贝尔的帮助下，家具制造商SC Freda能够将其涂料生产线的大部分改造为UV-LED系统，保持稳定、稳健的生产方法，确保满足目标要求的高质量最终产品。W-LED，集成UV- led模块，和ICAD测量系统提供了一个新颖的解决方案，在市场上是独一无二的，提供完整的UV控制，所有时间。
欲了解更多信息，请访问www.efsen.dk。
