على الأرض، يجب أن يكون عملية التصليد بالأشعة فوق البنفسجية سريعة ومتكررة، لكن الأمان هو الأولوية. تصدر مصابيح الزئبق ذات الضغط المنخفض طاقة في نطاق 185 نانومتر، وهذا الطول الموجي يؤدي إلى تكوين الأوزون. وهذا بدوره يشكل خطرًا على الجهاز التنفسي، بالإضافة إلى تكاليف إضافية للتخلص من الأوزون.
لقد قمنا بتصنيع مصابيح UVC سريعة التصليد باستخدام زجاج الكوارتز الخالي من الأوزون. هذا الزجاج يمنع انبعاث الطاقة في نطاق 185 نانومتر، مع الحفاظ على الطاقة في نطاق 254 نانومتر، وهو ما يُعتبر ضروريًا لبدء عملية التصليد.
ما يهم من الناحية التقنية: يتعلق الأمر باستخدام زجاج كوارتز عالي النقاء، بحيث يكون لديه قدرة عالية على امتصاص الطاقة في نطاق 185 نانومتر. هذا يسمح بالحصول على طاقة خالية من الأوزون، دون أن يؤثر ذلك على الطاقة في نطاق 254 نانومتر.
الأنظمة العادية تصل إلى مستوى طاقة يزيد عن 80 ميجاواط/سم² على مسافة 10 مم من السطح. تظل الطاقة المنبعثة مستقرة لأكثر من 5,000 ساعة، مع درجة تدهور تقل عن 5%. كما أن الغلاف الخارجي للمصباح يمكنه التعامل مع أحمال تصل إلى 800 واط/بوصة، ويمكن تركيبه في أنظمة التبريد القياسية للزئبق.
تستخدم المرايا طبقات ديكرويكية لزيادة انعكاس الأشعة فوق البنفسجية وتقليل التسخين الناتج عن الأشعة تحت الحمراء. هذا يساعد في الحفاظ على درجة حرارة السطح تحت السيطرة، حتى مع استخدام أفلام حساسة.
لماذا يُستخدم في الطباعة والطلاء الصناعي: يساعد استخدام زجاج الكوارتز الخالي من الأوزون في تسهيل تصميم أنظمة التهوية، كما يقلل من التكاليف المرتبطة بالامتثال للمعايير البيئية. يمكن للعمال الوقوف على مسافة أقرب من منطقة التصليد دون الحاجة إلى استخدام وسائل حماية تنفسية، كما يقلل ذلك من تلف الأجزاء المجاورة بسبب الأوزون.
التصليد السريع يقلل من وقت التصليد، مما يسمح باستخدام سرعات أعلى في آلات الطباعة، دون التأثير على جودة التصليد. كما أن استخدام الطاقة يظل ثابتًا، لأن المصباح يصدر طاقة مستقرة، دون الحاجة إلى استخدام أطوال موجية تؤدي إلى تكوين الأوزون.
العيوب: زجاج الكوارتز الخالي من الأوزون لديه نطاق انتقال أضيق، لذا يجب التحكم في توجيه المرايا ومسافة المصباح من السطح للحفاظ على توزيع موحد للطاقة.
تحتاج هذه المصابيح إلى أنظمة تبريد تتناسب مع خصائص الزئبق ذو الضغط المنخفض. أي عدم توافق في الأنظمة يقلل من عمر المصباح ويؤثر على توازن الطاقة.
يجب التحقق من توافق الأجزاء المستخدمة مع المصباح، والحفاظ على نظافة المرايا. فالغبار والأكسدة يؤثران على مستوى الطاقة بشكل أسرع من تأثير تقدم عمر المصباح نفسه.