CN116803547A - 多波长耦合的uv固化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多波长耦合的UV固化设备，包括传送装置和固化箱，所述固化箱设置于传送装置上，且固化箱的两端具有供传送装置传送待固化件的出入口，所述固化箱上设置有若干个用于出射不同波长的UV光线并使UV光线耦合后固化所述待固化件的UV固化组件和用于通入保护气体的通气孔，通过传送装置将待固化件输送至固化箱中，由UV固化组件固化待固化件，同时经所述通气孔通入保护气体，以解决固化箱内氧阻聚现象，最后由传送装置将待固化件自固化箱中移出。其中，所述固化箱呈半密封状态，通过出入口便于传送装置上、下料，使固化箱不需要完全打开即可连续完成上、下料操作。

Description

多波长耦合的UV固化设备

技术领域

本发明涉及UV固化技术领域，特别涉及一种多波长耦合的UV固化设备。

背景技术

UV固化技术是利用紫外线照射光引发剂产生自由基引发丙烯酸单体预聚物等发生交联固化，该技术具有固化快速，实现无溶剂等绿色环保的优点。如果UV光源在目标靶面上照射不均匀，如中间区域的照射强度较高，边缘区域的光强较低，会导致UV固化不均匀，边缘区域的处理效果不理想等问题。

现有技术中主要采用透镜以提高UV照射均匀性，但是，一个UV灯珠至少需要一个透镜才能提高UV照射均匀性，若装置内安装有多个UV灯则需要相应数量的透镜，导致生产成本高。另外，在装置中安装透镜需要额外的空间，造成固化装置占用空间大。至于UV-LED光源的波长，现有的光固化设备一般采用单一波长的UV-LED光源，存在光能量输出偏低和选择性差的技术问题。

譬如，申请号：CN202020634951.5，名称为：一种UV固化机的中国发明专利中,通过UV发光装置进行固化，其UV发光装置通过触点接头方式电性连接，便于拆卸安装和维护，还便于更换产生不同波长UV光线的UV发光装置，但是，在此专利方案中UV发光装置设置在箱体的中间导致箱体两侧的UV光能量少，固化不均匀，而且由于箱体为密封箱体，在固化时需手动放置待固化半成品，固化完成后再手动取出，无法实现流水线作业，生产效率低下。并且此UV固化机的箱体呈密封状态，虽然处理氧阻聚现象有效果，但在更换待固化件进行下一个待固化件的固化时，需要再次打开通气阀门通保护气体，操作繁琐，影响流水线工作效率。

并且在固化过程中，光源功率、传送速度、光源距离三者决定了待固化物接收到的能量密度大小，接收到的能量密度大小对固化程度(固化不足或过度)有直接影响，较小会导致固化不足(印品固化层附着力及耐摩擦性差等)，较大会导致固化过度(印品固化层视觉黯淡、易爆色等)；而待固化物接收到的光能量辐射均匀性对固化均匀性有影响。待固化物满足要求的固化程度所需的能量密度范围与涂层配方中光引发剂浓度和种类、涂层厚度、涂层配方中活性稀释剂、固化光源辐射温度效应以及辐射后暗反应等相关。通常，根据日常生产中能够满足固化质量需求的光源功率、生产速度及光源距离的浮动范围，可测得所需能量密度范围。现有技术存在的问题是，固化设备无法自动调节光源功率、传送速度以及光源距离，无法自动寻找到可使待固化物固化程度在满足要求的固化程度范围内(即所需能量密度范围内)的最低光源功率或最快传送速度，即无法自动寻找到满足固化需求的最低能耗或最高效率的生产方案。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多波长耦合的UV固化设备，在固化时能实现流水线作业。

为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

一种多波长耦合的UV固化设备，包括传送装置和固化箱，所述传送装置滑动设置于固化箱上，且固化箱的两端具有供传送装置传送待固化件的出入口，所述固化箱上设置有至少一用于出射不同波长的UV光线并使UV光线耦合后固化所述待固化件的UV固化组件，所述固化箱和UV固化组件上设置有用于通入保护气体的通气孔。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述UV固化组件包括固化罩、灯罩和若干排UV-LED灯珠，所述固化罩设置于固化箱的顶部，所述灯罩设置于固化罩上，所述UV-LED灯珠设置于固化罩中。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述灯罩呈拱形，位于所述灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩中间的UV-LED灯珠之间的间距。

所述灯罩呈下凹的弧形，位于所述灯罩底部的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述UV-LED灯珠设置于灯罩的一侧，所述固化罩上设置有若干第一散热翅片。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述UV固化组件包括拱形灯罩，位于所述拱形灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩中间的UV-LED灯珠之间的间距。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述拱形灯罩包括：内罩和外罩，所述外罩设于内罩上，各排UV-LED灯珠设置于外罩的一侧，所述外罩的另一侧设置有若干第二散热翅片，所述外罩的内壁设置有反光片。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，所述UV固化组件包括单片机和若干个用于控制各排UV-LED灯珠的亮灭状态的开关单元，所述单片机的一GPIO口通过一开关单元连接UV-LED灯珠。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，还包括用于调节传送装置的输送速度的第一调节机构、用于调节UV固化组件的高度的第二调节机构和用于控制第一调节机构、第二调节机构、单片机的工作状态的控制模块，所述第一调节机构、第二调节机构和单片机与控制模块连接。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，在UV固化组件的输出功率不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的高度，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/mi n；H为UV固化组件与传送装置之间的距离，单位为cm；a_ij(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次。

所述的多波长耦合的UV固化设备中，在UV固化组件的高度不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的输出功率，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/mi n；P为UV固化组件的输出功率，相对额定功率百分比％；a_ij(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次。

相较于现有技术，本发明提供的多波长耦合的UV固化设备，在固化过程中，通过所述传送装置将待固化件输送至固化箱中，由所述UV固化组件出射不同波长的UV光线，并使UV光线耦合后投射至待固化件上，使待固化件上的油墨固化均匀，而且在固化过程中，经所述通气孔通入保护气体，待UV固化完成后，再由所述传送装置将待固化件自固化箱中移出，即自动完成待固化件的上料、UV固化、下料的自动化操作，固化效率高。其中，所述固化箱呈半密封状态，通过其上的出入口，便于传送装置上、下料，而且经通气孔通入保护气体，可解决固化箱内氧阻聚现象，使固化箱不需要完全打开即可连续完成上、下料操作。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例提供的多波长耦合的UV固化设备的立体结构示意图。

图2为本发明一较佳实施例提供的多波长耦合的UV固化设备的侧面结构示意图。

图3为本发明提供的多波长耦合的UV固化设备的UV固化组件中部部分仰视结构示意图。

图4为本发明提供的多波长耦合的UV固化设备的UV固化组件的剖面结构示意图。

图5为本发明提供的多波长耦合的UV固化设备的UV固化组件的电路原理图。

图6为本发明另一较佳实施例提供的多波长耦合的UV固化设备的立体结构示意图。

图7为本发明另一较佳实施例提供的多波长耦合的UV固化设备的侧面结构示意图。

图8为本发明提供的多波长耦合的UV固化设备在UV固化组件功率固定时，传送速度、UV固化组件的高度与能量密度之间关系柱状图。

图9为本发明提供的多波长耦合的UV固化设备在UV固化组件的高度固定时，传送速度、UV固化组件与能量密度之间关系柱状图。

附图标注说明：

传送装置1、固化箱2、滑槽21、滚珠22、UV固化组件3、垂直帘收放装置5、固化罩301、灯罩31、内罩311、外罩312、灯板313、反光片310、第一散热翅片314、第二散热翅片315、UV-LED灯珠32、通气孔4、待固化件100、单片机U1、开关单元33、电阻R1、MOS管Q1

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1和图2，本发明提供的多波长耦合的UV固化设备包括传送装置1和固化箱2，所述传送装置1滑动设置于固化箱2上，且固化箱2的两端具有供传送装置1传送待固化件100(如印刷品)的出入口(图中未标出)，所述固化箱2上设置有至少一个用于出射不同波长的UV光线并使UV光线耦合后固化所述待固化件100的UV固化组件3，所述固化箱2和UV固化组件3上设置有用于通入保护气体的通气孔4，在固化过程中，通过所述传送装置1将待固化件100输送至固化箱2中，由所述UV固化组件3出射不同波长的UV光线，各种波长的UV光线交织在一起耦合后投射至待固化件100上，使待固化件100上的油墨固化均匀，而且在固化过程中，经所述通气孔4通入保护气体，待UV固化完成后，再由所述传送装置1将待固化件100自固化箱2中移出，即自动完成待固化件100的上料、UV固化、下料操作。其中，所述固化箱2呈半密封状态，通过其上的出入口，便于传送装置1上、下料，而且经通气孔4通入保护气体，可解决固化箱2内氧阻聚现象，使固化箱2不需要完全打开即可连续完成上、下料操作，而且不影响固化箱2内的无氧状态。

本发明相比传统的在密闭空间内通入惰性气体的方式，虽然处理氧阻聚现象的效果明显，但更换待固化件100时需要打开密封空间，进行下一个待固化件100的固化时需要再次打开通气阀门通惰性气体，操作工序繁琐复杂，大大降低流水线工作的效率，本发明未采用完全密封通入保护气体的方法，而是采用半密封的技术，在克服氧气阻聚的同时也能增加流水线工作的效率，固化过程无需人工参与，节省了人力成本。

可选地，所述固化箱的下部设置有滑槽21，所述滑槽21中设置有若干供传送装置传动的滚珠22或滚轮，所述传送装置可采用传送带，传送带至于滚珠22上，能过滚珠支撑传送带，且摩擦小。本发明的UV固化设备还可包括用于调节传送装置的输送速度的第一调节机构(如电机)和控制模块(如PLC或印刷机上的工控机等)，电机与控制模块电连接，控制模块控制电机带动传送带传动时，传送带的背面与滚珠22滚动接触，实现位于固化箱2的传送带部分在固化箱2中滑动传送待固化物。

所述的多波长耦合的UV固化设备中还包括供气组件(图中未示出)，所述供气组件经通气孔4往固化箱2中通入保护气体，由所述供气组件供气，使固化箱2中可均匀充满保护气体，而且在固化过程中，经所述通气孔4持续通入保护气体，可克服氧气阻聚现象。所述保护气体可为惰性气体，如：氮气、氩气、二氧化碳等。

较佳地，所述固化箱2两端的出入口处设置有垂直帘(图中未示出)，通过所述垂直帘使固化箱2处于相对封闭状态，当传送组件上料时，通过所述垂直帘可以阻挡大量空气进入固化箱2中；当传送组件下料时，通过所述垂直帘可以阻挡大量保护气体输出固化箱2外。本实施例中，所述出入口的高度仅能供传送组件输送待固化件100的空间，在固化时，由所述通气孔4持续通入保护气体，使氧气经所述垂直帘与传送组件之间的间隙排出，以解决氧阻聚现象的同时，还可以带走固化箱2内的热量，提高光源的散热性。

进一步地，所述UV固化组件3的两端设置有用于控制垂直帘收放卷的垂直帘收放装置5，垂直帘收放装置5可采用电机转动控制收放卷，从而根据待固化件1的高度控制收放卷程度，进一步智能化控制固化箱的相对密闭程度，由于该结构在银幕、电动窗帘等产品上使用广泛，此处不作详细描述。

更进一步地，所述外罩上可增设测距传感器，用于测量其与待固化件之间的距离，从而控制垂直帘收放装置5使垂直帘收卷或放卷预设长度。

请一并参阅图3和图4，所述UV固化组件3包括固化罩301、灯罩31和若干排UV-LED灯珠32，所述固化罩301设置于固化箱2的顶部，所述灯罩31设置于固化罩301上，所述UV-LED灯珠32设置于灯罩31中，且每排UV-LED灯珠32之间的间距不同，即使UV-LED灯珠32的疏密度与其到传送装置1之间的距离呈反比，即UV-LED灯珠32离传送装置1越近，UV-LED灯珠32排布越稀，反之，UV-LED灯珠32离传送装置1越远，UV-LED灯珠32排布越密，使相邻的LED灯投射出的UV光线耦合，确保光辐射分布均匀，从而使待固化件固化均匀。

其中，所述UV-LED灯珠32采用波长为365nm、385nm、395nm、405nm中的两种或两种以上，可根据需要灵活选取多个波长组合，在进行UV-LED固化时，每一种波长的UV光线都几乎均匀分布在待固化件100的上方，实现了多波长均匀照射的目的。

本实施例中，所述UV-LED灯珠32为不带透镜的UV-LED灯珠，所述灯罩31呈呈下凹的弧形，位于所述灯罩31底部的UV-LED灯珠32之间的间距大于灯罩31两侧的UV-LED灯珠32之间的间距，使离待固化件100远的UV-LED灯珠排列较密，而离待固化件100近的UV-LED灯珠排列较稀，从而使从灯罩出射UV光线到达待固化件100上时均匀，使待固化件100各部分固化程度一致。

由于不安装透镜的LED是发散光，可更好地使不同波长的UV光线耦合，并通过下凹的弧形结构可使不同灯珠至待固化件100的表面的光能量几乎相同，本发明通过增加离待固化件100表面距离大的UV-LED灯珠32的数量，或者减少离待固化件100表面距离小的UV-LED灯珠32的数量，可以使得达到待固化件100被均匀照射的目的，从而使待固化件100表面的油墨固化程度一致。

较于现有的需要采用透镜来提高UV-LED灯珠出光效率的做法，本家产新型省去透镜降低了固化组件的成本，而且在UV-LED灯珠上设置透镜后，增加了UV-LED灯珠的厚度，还造成UV固化设备占用空间大等缺点，本发明具有结构简单、占用空间小的特点。

其中，所述灯罩31和其中的UV-LED灯珠32模组为2-10个沿固化箱2的轴向平行设置，即沿待固化件100的传输方向设置，具体灯罩31的数量可根据固化箱2的大小确定，只需使待固化件100进入固化箱2中后，UV固化组件3的UV光线能均匀照射于待固化件100上即可。

可选地，所述灯罩31可采用聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯透光罩，其具有光透过率高、耐高温的特点。且灯罩31相对UV-LED灯珠的一侧有设置有反光片310，可采用镜面铝反光片，从而具有较高的光反向率。

进一步地，各排UV-LED灯珠32设置于灯罩31的一侧，所述固化罩301上设置有若干第一散热翅片314，灯珠点亮时产生的热量通过第一散热翅片314快速传导与空气热量，从而有利于延长UV-LED灯珠32的使用寿命。进一步地，所述外置中嵌置散热器(如风扇、冷水管和/或半导体制冷器件等)，从而可加速散热。

较佳地，本实施例通过所述灯罩31的形状及其上的间隔排的波长不同的灯珠32射至灯罩31上，使UV光线进行第一次耦合，而且由于所述UV固化组件3为多个，且均匀设置于固化箱2的顶部，使相邻UV固化组件3之间的射出的光线可进行第二次耦合，从而使每一种波长的紫外不都几乎均匀分布在待固化件的上方，实现了多波长均匀照射的目的。

进一步的，所述固化罩301和固化箱上设置有滑块(图中未示出)和滑轨(图中未示出)，所述UV固化设备还包括用于调节UV固化组件的高度的第二调节机构，所述第二调节机构可采用气缸、丝杆等可控制UV固化组件3升降的部件，其与控制模块电连接，由控制模块控制第二调节机构调整UV固化组件的高度，从而调节光源高度。

请一并参阅图5，所述UV固化组件3包括单片机U1和若干个用于控制各排UV-LED灯珠的亮灭状态的开关单元33，所述单片机U1的一GPIO口通过一开关单元33连接UV-LED灯珠32。

其中，所述单片机U1可采用PIC12F系统的驱动芯片，如型号为PIC12F675，采用SOP8封装的MCU芯片，其内部集成为PWM电路，可输出相应脉宽的控制信号来调整UV-LED灯珠32的亮度。其中，每一开关单元33控制控制UV-LED灯珠32的数量可根据需要设置，具体可以是2-200颗串联的UV-LED灯珠构成灯串，每一灯串中的UV-LED灯珠波长可以不同。单片机U1包括六个GPIO口，其中一个GPIO口可用于接收外部控制信号，如电源开关信号或者遥控开关信号，其它五个GPIO口均可用于控制一开关单元的开关状态，从而控制五个灯串的亮灭状态。若需要控制更多的灯珠，可直接增加灯串中串联UV-LED灯珠的数量，也可以使用其它封装型式的MCU芯片，如24脚封装的芯片，其通过更多的GPIO口来控制相应的开关单元。

在一可选的实施例中，所述开关单元33包括电阻R1和MOS管Q1，所述MOS管Q1为N沟道MOS管，所述单片机U1的一GPIO口(如GPIO1口)通过电阻R1与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的集电极连接灯串的负极，灯串的正极连接VCC供电端(如5V电压供电端)，MOS管Q1的源极接地，当需要点亮UV-LED灯珠时，由单片机U1的相应一GPIO口输出高电平，使MOS管导通，从而使灯串的负极电平拉低而导通，而且UV固化组件3仅使用少数几个常规的电子器件来控制灯串的亮灭，控制精准，且电路成本低。

请参阅图6和图7，在本发明的另一较佳实施例中，所述UV固化组件包括拱形灯罩31’和若干排UV-LED灯珠，位于所述拱形灯罩31’两侧的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩中间的UV-LED灯珠之间的间距，同样采用UV-LED灯珠32的疏密度与其到传送装置1之间的距离呈反比的方式设置，从而确保光线辐射均匀。

进一步地，所述拱形灯罩31’包括内罩311和外罩312，所述外罩312设于内罩311上，UV-LED灯珠32可嵌入外罩的内壁中，所述内罩311可采用聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯透光罩，其光透过率高、耐高温，与外罩扣合形成UV固化组件3。所述外罩312的内壁面向内罩311的一侧设置有反光片(图中未标号)，可采用镜面铝反光片，从而具有较高的光反向率。

可选地，各排UV-LED灯珠32设置于外罩312的一侧，所述外罩312的另一侧设置有若干第二散热翅片315，灯珠点亮时产生的热量通过第二散热翅片315快速传导与空气热量，从而有利于延长UV-LED灯珠32的使用寿命。进一步地，所述外置中嵌置散热器(如风扇、冷水管和/或半导体制冷器件等)，从而可加速散热。

进一步的，所述外罩312和固化箱上设置有滑块和滑轨(图中未示出)，所述UV固化设备还包括用于调节UV固化组件的高度的第二调节机构，所述第二调节机构可采用气缸、丝杆等可控制UV固化组件3升降的部件，其与控制模块电连接，由控制模块控制第二调节机构调整UV固化组件的高度，从而调节光源高度。

进一步的实施例中，通过光源功率、传送速度及光源距离(也可理解为固化组件的高度)三因素四水平正交实验及数据分析得知：光源功率与传送速度变化对能量密度影响较大，光源距离变化对能量密度影响相对较小；光源功率与能量密度之间呈显著的线性正相关关系(随着光源功率逐渐增大，能量密度也逐渐增大)；传送速度与能量密度之间呈显著的非线性负相关关系(随着传送速度逐渐增大，能量密度下降速度逐渐降低)；光源距离与能量密度之间呈现一定的非线性负相关关系(随着光源距离逐渐增大，能量密度下降速度逐渐降低)。

在一具体的实施例中，当UV固化组件的输出功率不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的高度，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/mi n；H为UV固化组件(即光源高度)与传送装置之间的距离，单位为cm；a_{_ij}(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次，本实施例称式(1)为传送速度V、光源距离H与能量密度Q之间的映射模型，此映射模型可应于独立固化设备，也可适应于印刷机的固化单元。

在另一具体的实施例中，当UV固化组件的高度不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的输出功率，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/mi n；P为UV固化组件的输出功率，相对额定功率百分比％；a_ij(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次。本实施例称式(2)为构建传送速度V、光源功率P与能量密度Q之间的映射模型，此映射模型可应于印刷机的固化单元。

式(1)、(2)所述映射模型的拟合系数a_ij如下表：

经经拟合分析，当UV固化组件的输出功率不变(如P＝100％)时，选择m＝3，n＝2时，拟合优度最佳；当UV固化组件的高度(如H＝3cm)不变时，选择m＝3，n＝1时，拟合优度最佳。

公式(1)、(2)所述映射模型的：拟合优度如下表所示：

当光源功率为100％输出时，通过实验可得，光源功率、传送速度及光源距离三因素四水平正交实验数据与能量密度的关系如图8所示，图中右侧5、8、12、15表示光源距离、横轴表示传送速度、纵轴表示能量密度，从图8可知光源功率固定的情况下，传送速度越慢能量密度高，光源高度越低能量密度高，且传送速度为15m/mi n，光源距离为5cm时能量密度最大。

当光源固定为3cm时，通过实验可得，光源功率、传送速度及光源距离三因素四水平正交实验数据与能量密度的关系如图9所示，图中右侧25、50、75、100表示光源功率、横轴表示传送速度、纵轴表示能量密度，从图9可知光源高度固定的情况下，传送速度越慢能量密度高，光源功率越大能量密度高，且传送速度为15m/mi n，光源输出功率为100％时能量密度最大。

进一步的实施例中，可定期复测固化光源在不同功率下的能量密度衰减规律，所述控制模块还用于根据能量密度衰减规律校正映射模型拟合系数，自适应调节传送速度与光源距离，或传送速度与光源功率至合适参数值或范围，以实现实时寻找到可使待固化物固化程度在满足要求的固化程度范围内(即所需能量密度范围内)的最低光源功率或最快传送速度，即寻找到满足固化需求的最低能耗或最高效率的生产方案。

综上所述，本发明提供的多波长耦合的UV固化设备，包括传送装置和固化箱，所述固化箱设置于传送装置上，且固化箱的两端具有供传送装置传送待固化件的出入口，所述固化箱上设置有若干个用于出射不同波长的UV光线并使UV光线耦合后固化所述待固化件的UV固化组件和用于通入保护气体的通气孔，所述UV固化组件设置于固化箱的顶面和/或侧面。其中，所述固化箱呈半密封状态，通过其上的出入口，便于传送装置上、下料，而且经通气孔通入保护气体，可解决固化箱内氧阻聚现象，使固化箱不需要完全打开即可连续完成上、下料操作，而且不影响固化箱内的无氧状态。

进一步地，所述UV-LED灯珠为不带透镜的UV-LED灯珠，所述灯罩呈弧形，位于所述灯罩底部的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距，由于不安装透镜的LED是发散光，通过所述拱形结构可使不同灯珠至待固化件的表面的距离不同，以某一波长的UV-LED灯珠为例，增加离待处理表面距离大的LED的数量，或者减少离待固化件表面距离小的LED的数量，可以达到使得待固化件被均匀照射的目的。而且由于所述UV固化组件为多个，且均匀设置于固化箱的顶部，使相邻UV固化组件之间的射出的光线进行第二次耦合，从而使每一种波长的紫外不都几乎均匀分布在待固化件的上方，实现了多波长均匀照射的目的。

此外，本发明还可根据能量密度衰减规律校正映射模型拟合系数，自适应调节传送速度与光源距离，或传送速度与光源功率至合适参数值，以实现实时寻找寻找到满足固化需求的最低能耗或最高效率的生产方案。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，包括传送装置和固化箱，所述传送装置滑动设置于固化箱上，且固化箱的两端具有供传送装置传送待固化件的出入口，所述固化箱上设置有至少一用于出射不同波长的UV光线并使UV光线耦合后固化所述待固化件的UV固化组件，所述固化箱和UV固化组件上设置有用于通入保护气体的通气孔。

2.根据权利要求1所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述UV固化组件包括固化罩、灯罩和若干排UV-LED灯珠，所述固化罩设置于固化箱的顶部，所述灯罩设置于固化罩上，所述UV-LED灯珠设置于固化罩中。

3.根据权利要求2所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述灯罩呈下凹的弧形，位于所述灯罩底部的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距。

4.根据权利要求3所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述UV-LED灯珠设置于灯罩的一侧，所述固化罩上设置有若干第一散热翅片。

5.根据权利要求1所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述UV固化组件包括拱形灯罩，位于所述拱形灯罩两侧的UV-LED灯珠之间的间距大于灯罩中间的UV-LED灯珠之间的间距。

6.根据权利要求5所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述拱形灯罩包括：内罩和外罩，所述外罩设于内罩上，各排UV-LED灯珠设置于外罩的一侧，所述外罩的另一侧设置有若干第二散热翅片，所述外罩的内壁设置有反光片。

7.根据权利要求1所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，所述UV固化组件包括单片机和若干个用于控制各排UV-LED灯珠的亮灭状态的开关单元，所述单片机的一GPIO口通过一开关单元连接UV-LED灯珠。

8.根据权利要求7所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，还包括用于调节传送装置的输送速度的第一调节机构、用于调节UV固化组件的高度的第二调节机构和用于控制第一调节机构、第二调节机构、单片机的工作状态的控制模块，所述第一调节机构、第二调节机构和单片机与控制模块连接。

9.根据权利要求8所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，在UV固化组件的输出功率不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的高度，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/min；H为UV固化组件与传送装置之间的距离，单位为cm；

a_ij(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次。

10.根据权利要求8所述的多波长耦合的UV固化设备，其特征在于，在UV固化组件的高度不变时，所述控制模块根据固化所需的能量密度控制传送装置的输送速度和UV固化组件的输出功率，具体通过如下方式获得：

式中，Q为能量密度，单位为mJ/cm^2；V为传送装置的输送速度，单位为m/min；P为UV固化组件的输出功率，相对额定功率百分比％；

a_ij(i＝0,1,…,m)(j＝0,1,…,n)为待定系数；m、n为拟合回归模型的最高阶次。