自带冷却式UV固化设备及固化方法与流程

自带冷却式uv固化设备及固化方法
技术领域
1.本发明属于固化技术领域，具体涉及一种自带冷却式uv固化设备，同时还涉及一种采用该uv固化设备的uv固化方法。


背景技术：

2.固化是指在电子行业及其它各种行业中，为了增强材料结合的应力而采用的零部件加热、树脂固化和烘干的生产工艺。实施固化的容器即为固化炉。
3.目前，传统的uv胶固化设备通常使用uv汞灯照射uv产品以实施固化，但是uv汞灯发射的光线中含有大量的红外线并且温度高，一般会使被照射的产品表面温升60-90℃，影响产品良率，而且uv汞灯的灯管内含有水银，废弃灯管处理及运输都不方便且对环境危害较大，因此为了克服上述问题，现有的uv胶固化设备采用了led光源，led光源无热辐射和红外线，被照射的产品表面温度升高一般在5℃以下，且无其他杂质和有害物质，对环境不会造成污染。
4.然而，在实际生产过程中，现有的led固化炉还存在以下缺陷：1、led光源在uv产品上的照射距离相对固定，而且uv产品在固化区的传输速度不变，一旦固化层存在高度差或者厚度差时，无法达到所需要的固化品质，同时也存在固化不均匀的现象发生；2、在固化过程中，会产生大量的烟气，常规的操作，直接将烟气排空，这样一来，烟气仅仅当作废气排放了，没有产生任何再利用的价值；3、由于led光源进行固化照射时，自身会产生热量，再结合固化所产生的烟气，致使led光源很容易损坏，同时，也会造成炉腔内上部和下部产生温差，致使产品在温度非均匀的环境中固化，影响固化的品质，此外，烟气还容易自进出料口泄漏，造成环境污染。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的自带冷却式uv固化设备。
6.同时本发明还提供一种uv固化方法。
7.为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种自带冷却式uv固化设备，其包括：固化炉，其具有炉腔，其中固化炉的前侧和后侧分别形成有进料口和出料口，且固化炉的顶部形成有废气排放口；传输单元，其包括沿着前后方向依次穿过进料口、炉腔、出料口的传输轨道；uv固化单元，其设置在炉腔内并位于传输轨道的上方，炉腔包括上下连通的第一腔体和第二腔体，其中第二腔体自第一腔体的底部向外逐渐张开并向下延伸设置，在进料口和出料口的上方分别设有连通第二腔体的进风通道；uv固化单元设置在第二腔体内，且包括led光源、驱动led光源相对传输轨道上下
运动的调节部件、具有能够产生负压的冷却腔的固化废气处理部件，其中led光源的升降速度与传输轨道所形成的传输速度相匹配，固化废气处理部件自冷却腔贴合在led光源上，且在前后两侧分别形成有与第二腔体相连通的气体入口、在顶部形成与第一腔体相连通的气体出口，气体入口位于进风通道的下方，且自进风通道进入炉腔的气体流向与气体入口所在的侧面相交设置，固化且冷却腔形成负压时，废气在第二腔体内汇聚并与自进风通道进入的气体混合后吸入冷却腔，且混合后的气体与led光源热交换后向上流动并依次经过气体出口和废气排放口。
8.优选地，自进风通道进入炉腔的气体流向与对应的气体入口所在侧面之间的夹角为50
°
~70
°
。这样设置，确保外部冷却气体能够向对应的气体入口方向流动，以实现与固化产生的废气充分混合。
9.优选地，led光源自底部形成发光面，冷却腔贴合在led光源的顶部，混合后的气体自前后两侧的气体入口进入冷却腔后分别沿着led光源的顶部流动，且在冷却腔的中部汇聚并向上流动。这样设置，混合气体在冷却腔内流动并能够覆盖led光源整个顶面，有效提升热交换的效率；同时自前后侧进入冷却腔的混合气体在冷却腔中部汇聚后向上流出，确保热量及时排出，避免滞留形成二次热交换，以确保led光源的降温效果。
10.具体的，前后两侧的气体入口前后对齐，且混合后的气体沿着led光源顶部的流动方向与传输轨道的传输方向相平行设置。
11.优选地，固化废气处理部件包括具有冷却腔的机壳、设置在冷却腔内的风机，其中机壳自底部敞开设置，led光源自周向与机壳的底部敞开口的边缘相密封插接。这样设置，通过密封连接，有效防止混合气体向下渗漏，避免废气对uv胶造成污染。
12.优选地，固化炉包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、顶板、底板以及支撑板，其中前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、顶板、底板之间围设成炉腔，支撑板水平固定设置在炉腔内，传输轨道支撑在支撑板上。采用分体式设计，结构简单，便于加工和组装。
13.具体的，前侧板和后侧板各自具有竖直延伸的第一面、自第一面的底部向下并向外倾斜延伸的第二面、自第二面的底部竖直向下延伸的第三面，其中第二面上形成有进风通道，前侧和后侧的第三面上分别形成有进料口和出料口。前后侧的第一面之间形成第一腔体，前后侧的第二面和第三面之间形成第二腔体。这样设置，有利于固化产生的废气在进风通道和进料口之间汇聚。
14.根据本发明的一个具体实施和优选方面，调节部件包括与支撑板相活动连接并位于传输轨道上方的调节座、用于驱动调节座升降运动的驱动件，其中固化废气处理部件和led光源分别安装在调节座上。
15.优选地，调节座包括上下间隔设置的上座板和下座板，其中上座板通过竖直延伸的多根连接杆与支撑板相固定连接，且上座板上形成有用于避让固化废气处理部件和/或led光源的第一避让缺口；下座板滑动连接在连接杆上，且下座板上还形成有用于避让led光源上发光面的第二避让缺口；驱动件用于驱动下座板在上座板和传输轨道之间升降运动。
16.优选地，驱动件包括自上座板的左右两侧向下延伸的两根丝杆、固定设置在下座板上并一一对应套设在每根丝杆上的两个螺母、电机、连接在每根丝杆和电机输出轴之间的传动带。这样设置，确保led光源上下平移，从而保证对产品上uv胶层照射均匀。
17.进一步的，传动带在竖直方向的正投影呈三角形。这样设置，传动稳定性好。
18.根据本发明的又一个具体实施和优选方面，传输轨道包括左右并排间隔设置在支撑板上的两根轨道单体；调节部件还包括动力件，其中动力件驱动两根轨道单体中的一个向另一个方向靠近或远离运动。这样设置，通过调节两根轨道单体之间的间距，以适用不同规格的uv产品。
19.优选地，动力件包括左右并排间隔固定在支撑板上的两个固定座、连接在两个固定座之间的传动杆、套设在传动杆上的活动座、用于驱动传动杆的马达，其中两根轨道单体中的一个固定连接在固定座上、另一个固定连接在活动座上，马达自输出轴通过同步带驱动传动杆转动，活动座和对应的轨道单体同步沿着左右方向运动；和/或，动力件还包括连接在两个固定座之间的导杆，活动座套设在导杆上。
20.本发明的另一种技术方案是，一种uv固化方法，其采用上述的自带冷却式uv固化设备，且包括如下步骤：s1、分别开启led光源、调节部件、固化废气处理部件，其中调节部件驱使led光源的升降速度与传输轨道所形成的传输速度相匹配，固化废气处理部件在自身的冷却腔内形成负压，外部气体通过进风通道进入炉腔；s2、将uv产品自涂覆有uv胶的一面朝上，并平放于传输轨道上，在传输轨道的输送下，uv产品依次经过进料口、炉腔、出料口，其中uv产品进入炉腔并移动至led光源下方完成上表面uv胶的固化，固化产生的废气在第二腔体内汇聚并与自进风通道进入的气体混合后吸入冷却腔，且混合后的气体与led光源热交换后向上流动并依次经过气体出口和废气排放口。
21.由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明一方面通过固化层存在高度差或者厚度差，实时调节光源与产品的距离和产品的移动速度，使其在需要的温度环境中完成固化，增强固化设备的实用性和固化品质；另一方面通过负压，将外部气流和固化所产生的废气进行混合，并对应led光源进行热交换以降低led光源的发热温度，不仅实现废气中的热量回收，而且还能够延长led光源使用寿命，此外，还能够避免废气的外泄，结构简单，成本低。
附图说明
22.图1为本发明的自带冷却式uv固化设备的立体结构示意图；图2为本发明的自带冷却式uv固化设备另一视角的立体结构示意图（局部省略）；图3为传输单元和uv固化单元的立体结构放大示意图；图4为图3中a向视角观察到的结构示意图；图5为图4中b-b向剖视示意图（局部省略）；其中：1、固化炉；q1、炉腔；q11、第一腔体；q12、第二腔体；10、顶板；k0、废气排放口；11、底板；12、前侧板；13、后侧板；m1、第一面；m2、第二面；m20、进风通道；m3、第三面；k1、进料口；k2、出料口；14、左侧板；15、右侧板；16、支撑板；17、滚轮；2、传输单元；20、传输轨道；200、轨道单体；3、uv固化单元；30、led光源；31、固化废气处理部件；310、机壳；q2、冷却腔；k3、气体入口；k4、气体出口；32、调节部件；320、调节座；b1、上座板；g、连接杆；b11、第一避让缺
口；b2、下座板；b22、第二避让缺口；321、驱动件；a0、丝杆；a1、电机；a2、传动带；322、动力件；c0、固定座；c1、传动杆；c2、活动座；c3、马达；c4、导杆。
具体实施方式
23.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
ꢀ“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
26.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.如图1至图5所示，本实施例的自带冷却式uv固化设备，其包括固化炉1、传输单元2、uv固化单元3。
29.具体的，固化炉1包括顶板10、底板11、前侧板12、后侧板13、左侧板14、右侧板15、支撑板16、滚轮17，其中顶板10、底板11、前侧板12、后侧板13、左侧板14、右侧板15之间围设成炉腔q1；支撑板16水平固定设置在炉腔q1内；滚轮17设置在底板11的底部，且滚轮17采用常规的能够进行升降调节的万向轮结构。采用分体式设计，结构简单，便于加工和组装。
30.为了方便实施，顶板10上形成有废气排放口k0；前侧板12和后侧板13对称设置，其中前侧板12和后侧板13各自具有竖直延伸的第一面m1、自第一面m1的底部向下并向外倾斜
延伸的第二面m2、自第二面m2的底部竖直向下延伸的第三面m3，其中第二面m2上形成有进风通道m20，前侧和后侧的第三面m3上分别形成有位于对应的进风通道m20下方的进料口k1和出料口k2。左侧板14和右侧板15上可分别设置观察窗口，以方便工作人员观察固化效果。
31.也就是说，将炉腔q1划分为上下连通的第一腔体q11和第二腔体q12；前后侧的第一面m1之间形成第一腔体q11，前后侧的第二面m2和第三面m3之间形成第二腔体q12，其中第二腔体q12自第一腔体q11的底部向外逐渐张开并向下延伸设置，进风通道m20连通第二腔体q12。这样设置，有利于固化产生的废气在进风通道和进料口之间汇聚。
32.本例中，传输单元2包括沿着前后方向依次穿过进料口k1、炉腔q1、出料口k2的传输轨道20，其中传输轨道20支撑在支撑板16上。
33.具体的，传输轨道20包括左右并排间隔设置在支撑板16上的两根轨道单体200，uv产品自涂覆uv胶的一面朝上并平放于两根轨道单体200之间。传输轨道20的结构可以是任何常规的用于传输uv产品的传输轨道结构。
34.本例中，uv固化单元3其设置在第二腔体q12内并位于传输轨道20的上方，其中uv固化单元3包括led光源30、具有能够产生负压的冷却腔q2的固化废气处理部件31、驱动led光源30相对传输轨道20上下运动的调节部件32，其中led光源30的升降速度与传输轨道20所形成的传输速度相匹配；固化废气处理部件31自冷却腔q2贴合在led光源30上，且在前后两侧分别形成有与第二腔体q12相连通的气体入口k3、在顶部形成与第一腔体q1相连通的气体出口k4，气体入口k3位于进风通道m20的下方，且自进风通道m20进入炉腔q1的气体流向与气体入口k3所在的侧面相交设置，固化且冷却腔q2形成负压时，废气在第二腔体q12内汇聚并与自进风通道m20进入的气体混合后吸入冷却腔q2，且混合后的气体与led光源30热交换后向上流动并依次经过气体出口k4和废气排放口k0。
35.本例中，led光源30由多颗灯珠在水平面上阵列分布构成，且led光源30自底部形成发光面，冷却腔q2贴合在led光源30的顶部，混合后的气体自前后两侧的气体入口k3进入冷却腔q2后分别沿着led光源30的顶部流动，且在冷却腔q2的中部汇聚并向上流动。这样设置，混合气体在冷却腔内流动并能够覆盖led光源整个顶面，有效提升热交换的效率；同时自前后侧进入冷却腔的混合气体在冷却腔中部汇聚后向上流出，确保热量及时排出，避免滞留形成二次热交换，以确保led光源的降温效果。
36.本例中，固化废气处理部件31包括具有冷却腔q2的机壳310、设置在冷却腔q2内的风机，其中机壳310自底部敞开设置，机壳310自前后两侧形成气体入口k3、自顶部形成气体出口k4；led光源30自周向与机壳310的底部敞开口的边缘相密封插接。这样设置，通过密封连接，有效防止混合气体向下渗漏，避免废气对uv胶造成污染。
37.进一步的，前后侧的气体入口k3前后对齐设置，均由多个上下错位设置的条形通孔组成，且混合后的气体沿着led光源30顶部的流动方向与传输轨道20的传输方向相平行设置。
38.为了提升进气效率和混合效果，自进风通道m20进入炉腔q1的气体流向与对应的气体入口k3所在侧面之间的夹角设置为65
°
。这样设置，确保外部冷却气体能够向对应的气体入口方向流动，以实现与固化产生的废气充分混合。
39.本例中，调节部件32包括与支撑板16相活动连接并位于传输轨道20上方的调节座320、用于驱动调节座320升降运动的驱动件321、用于驱动两根轨道单体200中的一个向另
一个方向靠近或远离运动的动力件322，其中固化废气处理部件31和led光源30分别安装在调节座320上。这样设置，通过调节两根轨道单体200之间的间距，以适用不同规格的uv产品。
40.具体的，调节座320包括上下间隔设置的上座板b1和下座板b2，其中上座板b1通过竖直延伸的四根连接杆g与支撑板16相固定连接，且上座板b1上形成有用于避让固化废气处理部件31的第一避让缺口b11；下座板b2滑动连接在连接杆g上，且下座板b2上还形成有用于避让led光源30底部发光面的第二避让缺口b22；驱动件321用于驱动下座板b2在上座板b1和传输轨道20之间升降运动。
41.为了方便实施，驱动件321包括自上座板b1的左右两侧向下延伸的两根丝杆a0、固定设置在下座板b2上并一一对应套设在每根丝杆a0上的两个螺母、电机a1、连接在每根丝杆a0的下端部和电机a1输出轴之间的传动带a2。这样设置，确保led光源上下平移，从而保证对产品上uv胶层照射均匀。
42.进一步的，传动带a2在竖直方向的正投影呈三角形。这样设置，传动稳定性好。
43.本例中，动力件322有两个且沿着传输轨道20长度方向间隔分布，其中两个动力件322通过同步带同步工作，每个动力件322包括左右并排间隔固定在支撑板16上的两个固定座c0、连接在两个固定座c0之间的传动杆c1、套设在传动杆c1上的活动座c2、用于驱动传动杆c1的马达c3，其中两根轨道单体200中的一个固定连接在固定座c0上、另一个固定连接在活动座c2上，马达c3自输出轴通过同步带驱动传动杆c1转动，活动座c2和对应的轨道单体200同步沿着左右方向运动。
44.此外，动力件322还包括连接在两个固定座c0之间的导杆c4，活动座c2套设在导杆c4上。
45.综上，本实施例的实施过程如下：s1、分别开启led光源30、调节部件32、固化废气处理部件31，其中调节部件32驱使led光源30的升降速度与传输轨道20所形成的传输速度相匹配，固化废气处理部件31在自身的冷却腔q2内形成负压，外部气体通过进风通道m20进入炉腔q1；s2、将uv产品自涂覆有uv胶的一面朝上，并平放于传输轨道20上，在传输轨道20的输送下，uv产品依次经过进料口k1、炉腔q1、出料口k2，其中uv产品进入炉腔q1并移动至led光源下方完成产品上表面uv胶的固化，固化产生的废气在第二腔体q12内汇聚并与自进风通道m20进入的气体混合后吸入冷却腔q2，且混合后的气体与led光源30热交换后向上流动并依次经过气体出口k4和废气排放口k0。
46.综上，本实施例具有以下优势：1、通过固化层存在高度差或者厚度差，实时调节光源与产品的距离和产品的移动速度，使其在需要的温度环境中完成固化，增强固化设备的实用性和固化品质；同时通过负压将外部气流和固化所产生的废气进行混合，并对应led光源进行热交换以降低led光源的发热温度，不仅实时废气中的热量回收，而且还能够延长led光源使用寿命，此外，还能够避免废气的外泄，结构简单，成本低；2、通过将炉腔的上下不同体积的划分，并结合uv固化单元的位置，有利于固化产生的废气汇聚，并在外部进入炉腔的气流交换下，能够充分回收废气中热量，然后分别自进出料口向中部流动，以便于形成贴合led光源热交换气流，并在冷却腔中部汇聚向上流动并
排出，这样所形成的气流走向，不仅便于废气的排放，也有利于产品固化；3、混合气体在冷却腔内流动并能够覆盖led光源整个顶面，有效提升热交换的效率；同时自前后侧进入冷却腔的混合气体在冷却腔中部汇聚后向上流出，确保热量及时排出，避免滞留形成二次热交换，以确保led光源的降温效果，同时也能够有效地避免废气自进出料口处的外泄；4、通过自进风通道进入炉腔的气体流向与对应的气体入口所在侧面之间的夹角限制，确保外部冷却气体能够向对应的气体入口方向流动，以实现与固化产生的废气充分混合，同时在上下微调过程中，依旧保持便于气流顺畅方式进行热交换和废气排放；5、通过调节两根轨道单体之间的间距，以适用不同规格的uv产品进行固化加工。
47.以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。