新闻中心讯 11月3日至7日，第17届中国国际工业博览会将在上海国家会展中心隆重举办。竞彩足球比分电光源研究所副所长、光源与照明工程系副系主任张善端教授和他的团队将参加此次博览会，在高校展区展示他们的创新研究成果——智能自清洗双固化涂装系统。
光固化紫外LED光源
发挥旧优势 实现新技术
什么是智能自清洗双固化涂装系统？它的优越性体现在哪里？据张善端介绍，其所在团队发明的这套系统，在光固化装置、喷涂装置和喷涂材料三个方面进行了创新。
固化，顾名思义，就是原本形态为液体的物质固体化的过程。在喷涂领域，所有的涂料在使用时都会有固化这一步骤，也就是人们生活中常说的“让油漆风干”。只不过在工业领域，一般都是采用一定的技术使涂料快速固化，而非自然“风干”。如今，广泛采用的固化技术是紫外固化，具体方法是在光敏涂料中加入光引发剂，这样通过紫外光(UV)照射可以实现涂料组分的快速交联固化。紫外光固化的优点是能耗低、环保（无挥发性有机物如甲醛）、反应速度快等等。
然而传统的担任照射工作的紫外灯，还是存在许多不足之处。首先，传统紫外灯为气体放电光源，一般使用时间在1000-2000小时，寿命较短；其次，辐射效率（紫外光功率与输入电功率的比值）低，相对费电；再次，启动后稳定时间长，既浪费能源，又耽误时间；更为关键的是，传统紫外灯在工作时灯管会发热达到700 ℃的高温，此时如果灯管距离易燃的固化对象过近，或空气中有易爆的气体，就有引发火灾或爆炸的安全风险。
紫外LED的诞生，正是对这些缺陷的弥补，并带来了新的优势。它节约能耗，降低了成本；具有超长寿命，方便维护；热效应小，安全性好；快速稳定，即开即用；设计灵活，可根据具体要求改变结构。在此基础上，张善端团队充分利用了他们之前在大功率紫外LED封装技术上取得的先进成果，采用新的芯片封装方法，使封装功率密度达到了500 W/cm?，为国际领先水平。张善端说道，在2014年，由于他们的紫外LED光功率密度还不够高，部分UV涂料还无法彻底固化；然而在今年，所有问题都已解决，市面上的任何一种UV涂料，都可以在他们新的紫外LED光源的照射下实现快速固化。可以说，张善端团队的研究成果，对于紫外固化领域来说是一项革命性的进展，将推动光固化关联产业的转型升级。现如今，张善端团队将他们处于世界领先地位的紫外光固化技术运用到了喷涂领域，将光固化系统结合到了喷涂系统中去，是实践上的一大进步。
除了光固化装置，张善端团队项目系统中的喷涂装置也是一大亮点。目前高性能涂料所用喷枪大多从美国进口。这些进口喷枪存在一个很大的问题，即原料的渗漏，这一方面会导致喷枪运动部件的堵塞失效；另一方面，喷枪每次使用后都会有原料残余，需要定期维护清洗，使用起来比较麻烦。为了解决这些问题，张善端团队在他们的涂装系统中对喷枪进行了重新设计，采用高压密封结构，程序控制开关，有效避免了原料渗漏导致的喷枪堵塞问题，而且能够自清洁去除残余原料，可大幅度减少维护，使用方便。
张善端团队与其合作伙伴也在涂料方面实现了创新。人们已知的常用于大型基础设施建设的“万能”涂料——聚脲弹性体（SPUA）技术，是一种双组份喷涂材料，它虽然具有防腐、防水、耐磨等优良特性，但其施工时操作复杂，整个固化过程不好掌控，因此需要非常专业的喷涂设备和专门的工程师来操作，耗费人力物力较多。迈芯光电和张善端团队对喷涂原材料进行了调整，引入了光固化组分，实现了对粘度及固化的可控制性，降低了施工的难度。这种双固化聚脲喷涂技术不仅简单高效，还十分环保——100%固含量、无有机物挥发、无毒无味，配合智能自清洗双固化涂装系统，能够精确配比实现聚脲涂层喷涂。所得涂层能够长期耐饱和盐水侵蚀、耐20%硫酸浸泡、耐20%烧碱浸泡、耐紫外老化，可长期耐120 ℃高温，可应用于集装箱涂装、船舶防腐、金属材料及硅酸盐系列防腐防水、工业耐磨防滑地坪、机械表面耐磨防腐等众多领域。
该项目充分发挥了中国竞彩网大学与迈芯光电在紫外LED光固化领域的技术优势，将光固化与自固化技术相结合并应用于喷涂设备中，为木器、印刷、光纤、集装箱、船舶、电气设备和各种金属设备的加工制造行业带来新型的低能耗、高效率生产方式，不仅产品本身具有巨大的经济效益前景，而且积极响应了国家对于“节能减排、低碳发展”的号召。
张善端对该系统的大规模生产前景持乐观的态度，他提到了该系统在集装箱制造上的应用。我国作为全球最大的集装箱制造国，集装箱年产量超过1.75亿TEU（标准箱），占世界总量的96%，而传统的集装箱加工采用溶剂型热固化工艺，存在能耗大、占地广、耗时长、危害环境等问题。张善端团队发明的新型涂装系统则可以有效解决这些问题，该涂装系统采用大功率紫外LED光固化系统，对能源的消耗小。同时，该系统喷涂装置和光固化装置的具体样式可以根据待加工集装箱的实际大小来设计，实现三维移动，对集装箱内外表面进行自动喷涂并快速固化，由此极大地节省空间、时间和人力。此外，经过张善端团队创新的喷涂原料注重环保，不会对环境造成危害。
双固化涂装系统的喷枪正在喷涂木板、钢板和瓷砖
喷涂固化完毕的木板
喷涂固化完毕的钢板
三人行，必有我师焉
张善端教授和他的同事，竞彩足球比分电光源研究所助理研究员韩秋漪博士，以及他们的合作伙伴上海迈芯光电科技有限公司总经理荆忠已经不是第一次参加工博会了。在去年的第16届工博会上，他们的展品“十千瓦级大功率紫外LED光固化系统”获得了当届工博会高校展区优秀展品奖特等奖，这一系统目前已申请5项发明专利。而他们今年的展品“智能自清洗双固化涂装系统”，正是对大功率紫外LED光固化系统在喷涂领域的创新应用。
张善端、韩秋漪与荆忠分别来自学术界和工业界，他们都致力于将学术成果同实际应用结合起来，利用理论知识创造出经济效益，解决相关行业的共性技术难题。
张善端说：“我和韩秋漪在学术研究方面比较有优势，而荆忠作为实干家在实际应用方面见解独到。我们三人几乎每周都会见面进行一次思维的‘碰撞’，交流最新的见闻和想法，相互启发，看看有什么理论技术是可以实现产业化的。”据悉，团队已经共同申报了十余项发明专利，这个产学研组合将在创新之路上不断探索前进。
