Sul piano di stampa, una cottura irregolare della vernice o del substrato non rappresenta soltanto un problema legato alla qualità del prodotto finito. Questo problema favorisce la produzione di scarti, allunga i tempi di cambio tra i diversi tipi di vernice da utilizzare, e costringe a applicare più strati di vernice per evitare problemi.
Nella maggior parte dei casi, la causa principale è una incompatibilità tra le caratteristiche dello spettro emesso dalla lampada e quelle degli agenti fotoinizianti presenti nella vernice. Inoltre, la geometria dei riflettori può causare perdite di energia irradiata. Tutto ciò rende il processo di cottura più complesso.
Le lampade a vapore di mercurio UV emettono uno spettro a banda larga, con picchi di intensità alle lunghezze d’onda di 365 nm, 405 nm e 436 nm. Questo permette una penetrazione profonda della vernice nel substrato, purché gli agenti fotoinizianti siano adeguatamente configurati per rispondere a tali frequenze.
I sistemi a vapore di mercurio ad alta pressione funzionano a una potenza compresa tra 120 e 240 W/cm; l’intensità di irradiazione può superare i 10 W/cm². Questa elevata densità di energia permette una cottura rapida della vernice.
Gli array di LED UV, invece, emettono uno spettro a banda stretta, solitamente alle lunghezze d’onda di 365 nm, 385 nm o 405 nm. Hanno un funzionamento istantaneo, un’emissione stabile per migliaia di ore, e producono meno calore rispetto alle lampade a vapore di mercurio.
Non bisogna concentrarsi solo sulla potenza assoluta delle lampade: ciò che conta è l’intensità di irradiazione sul piano di lavoro e la compatibilità dello spettro emesso con gli agenti fotoinizianti presenti nella vernice.
I riflettori influenzano la quantità di radiazioni UV che raggiungono effettivamente il substrato. I riflettori ellittici concentrano l’energia irradiata sul punto desiderato, aumentandone l’intensità. I riflettori parabolici o composti migliorano l’uniformità e la distribuzione angolare dell’energia, permettendo così una maggiore efficienza nell’utilizzo dell’energia su tutta la superficie da stampare.
I rivestimenti dicromici possono modulare lo spettro emesso, riflettendo le radiazioni UV mentre trasmettono quelle infrarosse. Questo aiuta a ridurre il surriscaldamento del substrato.
Quando si stampano layer spessi di vernice o vernici ad alto contenuto di pigmenti, le lampade a vapore di mercurio, abbinate a riflettori ottimizzati, garantiscono una penetrazione efficace della vernice nel substrato.
Nei film sottili e nei substrati sensibili al calore, invece, gli LED permettono un controllo preciso della lunghezza d’onda e riducono il carico termico. È possibile stampare rapidamente senza che il materiale subisca danni.
In ogni caso, è possibile aumentare l’efficienza dell’energia utilizzata concentrandola nell’area specifica da trattare. Ciò migliora l’utilizzo dell’energia, riduce le perdite e diminuisce il consumo energetico per metro quadrato stampato, mantenendo al contempo una qualità costante di cottura.
È fondamentale abbinare il tipo di lampada alla composizione chimica della vernice. Un’incompatibilità tra lo spettro emesso dalla lampada e quello degli agenti fotoinizianti comporta uno spreco di energia e una cottura incompleta della vernice.
Le lampade a vapore di mercurio hanno bisogno di tempo per raggiungere la temperatura di funzionamento ottimale, e la loro efficienza diminuisce nel corso del tempo. È quindi necessario effettuare regolazioni periodiche della potenza e programmare eventuali sostituzioni.
I sistemi a LED mantengono una prestazione costante dalla prima alla última stampa, ma è importante gestire correttamente il riscaldamento del dispositivo. È necessario mantenere sotto controllo la temperatura dei componenti per preservare la stabilità dello spettro emesso e prolungarne la durata.
La posizione dei riflettori deve essere precisa: anche un piccolo errore può compromettere l’uniformità dell’irradiazione e l’efficienza dell’energia utilizzata.
È necessario considerare la geometria del substrato, la velocità di stampa e il tempo di permanenza della vernice sul substrato. Successivamente, è opportuno verificare le prestazioni utilizzando un radiometro spettrale per confermare l’intensità di irradiazione e la densità totale di energia.