La revista del PCB dedicada a la Ciencia Universal, a través de las palabras del CEO Vincenzo Reda y el periodista Dario Gozzi, un análisis en profundidad en el número de julio/agosto de 2020. Desde el diseño hasta la producción de los componentes, con una mirada al pasado y al futuro inmediato, el artículo ofrece una visión completa del mundo de la tecnología LED para la iluminación (iluminación LED).
Tecnologías de iluminación
por Dario Gozzi
La amplia difusión de la iluminación LED en los últimos años casi ha relegado la complejidad del tema a un segundo plano. La iluminación LED requiere un conocimiento profundo de los componentes, el diseño y las fases de producción. No menos importante, entonces, es la inclinación al diseño estético y funcional de las luminarias.
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Como casi todos los sectores en auge, la iluminación LED tiene ahora un nivel de competitividad muy alto y no es una excepción a la regla. El precio sigue siendo sin duda una de las variables más vinculantes en el mercado mundial, pero no es la única. El refinamiento de todos componentes que se utilizará en el producto final se convierte en decisivo y debe ser técnicamente muy correcto y preciso. La experiencia y la precisión en el análisis, los cálculos y la elección de materiales es, por lo tanto, esencial para competir en este mercado particular.
Específicamente, un aspecto muy importante está relacionado con la binninges decir, la selección del tipo y la calidad de los LED que se utilizan en el producto final y que marcan la diferencia en términos de precio (los flujos luminosos más altos tienen costes más altos).
Por consiguiente, el tipo, número y material (policarbonato, PMMA, silicona, etc.) de los LED utilizados en el producto final también marcan la diferencia en términos de precio. Óptica asociada a los LED es una elección que debe ponderarse en función de la relación precio-prestaciones-fiabilidad a lo largo del tiempo y en relación con el sector en el que operará (carretera, interior, doméstico, comercio minorista, etc.).
Suministro de energía y gestión térmica
Otro parámetro esencial, aunque limitado a unas pocas aplicaciones hasta la fecha, es la gestión térmica, que en los últimos años ha adquirido menos peso que al principio, ya que la tecnología de los LED ha aumentado los márgenes de robustez de los componentes. Sucede, sin embargo, que hay necesidades especiales relacionadas con las aplicaciones para lugares con altas temperaturas. En casos como éste es importante definir si se utiliza uninterfaz térmica y de qué tipo, aunque el más práctico y más utilizado, además de económico, es la alfombra de silicona. El uso de interfaces térmicas es el elemento que garantiza tanto el rendimiento como la repetibilidad y fiabilidad del producto a largo plazo.
El sistema de suministro de energíaPor último, sigue siendo un elemento muy importante que no debe ser pasado por alto en absoluto. En los últimos años se han hecho grandes progresos, que han dado lugar a una amplia gama de productos a precios muy competitivos. También en este caso la elección es tan amplia como el rango de precios, por lo que la experiencia es esencial para comprender qué fuente de alimentación utilizar según la aplicación. La potencia no es actualmente un criterio tan decisivo para la evaluación como el rendimiento en términos de fiabilidad y tolerancia a la temperatura, que deben evaluarse en relación con la aplicación. Una vez que se haya centrado en el objetivo de aplicación, fiabilidad y rendimiento, puede empezar a trabajar en todos los elementos que componen la lámpara o la luminaria en general.
La tecnología LED desde el diseño hasta la producción
En el ámbito de la iluminación, solemos seguir aplicaciones ya conocidas, cuya historia se revisa y adapta a la última tecnología LED. En un proyecto de iluminación LED, teniendo en cuenta las diferentes prestaciones y necesidades (óptica, eficiencia, dimensiones y características de la luminaria), partimos de la necesidad de cubrir un segmento de mercado, por lo que las prestaciones suelen estar predefinidas: flujo, fotometría y características mecánicas y estéticas del objeto. Luego se elabora el producto, y en particular el elemento estético con sus prestaciones, en términos de flujo y en términos de fotometría necesarios por ejemplo para una aplicación especial, una altura especial, la anchura particular de los espacios, para luego realizar un análisis para ir a realizar una luminaria específica.
Para completar con éxito un proyecto, Universal Science puede contar con una instalación de fabricación de vanguardia, así como con un equipo técnicamente competente con décadas de experiencia en el campo. Las instalaciones de Pregnana Milanese (MI) ocupan 2.000 metros cuadrados con amplios espacios que albergan oficinas modulares, junto a las cuales se encuentra la zona de producción, conectada a un almacén totalmente automatizado.
"Nuestra actividad principal -dice Vincenzo Reda, director general y propietario de la empresa- está representada por la producción de alta capacidad de módulos LED de 9 mm a 1.200 mm de longitud, desarrollados según los criterios de máxima eficiencia, repetibilidad y fiabilidad para la aplicación específica".
El área de producción cuenta con dos líneas SMT de última generación, con una capacidad de montaje de más de 100 millones de LED al año. La inversión es continua y no sólo afecta a los espacios de producción, sino también a la adopción de maquinaria e instrumentación innovadoras (entre ellas, dos impresoras serigráficas automáticas, dos esferas integradoras con espectrorradiómetro y un registrador de datos de temperatura multicanal), que se suman a los equipos especializados (entre ellos, una máquina de resina y una troqueladora para interfaces térmicas). Aquí se realizan pruebas al 100% de los productos de salida, así como el revestimiento y el recubrimiento de resina como servicio adicional a petición de aplicaciones específicas.
La presencia capilar que hace toda la diferencia
Desde 2007 la marca Universal Science en Italia es sinónimo de colaboración y cooperación en el desarrollo de sistemas de LED de calidad, gracias a los conocimientos técnicos arraigados en la experiencia de diez años de su personal en el ámbito de los montajes electrónicos, el análisis térmico y el diseño de sistemas.
"Nuestra empresa - continúa Vincenzo Reda - está en condiciones de ocuparse de todos los aspectos técnicos relacionados con el correcto uso de los LED: desde la electrónica hasta la gestión térmica, desde la óptica hasta la mecánica. Por lo tanto, el equipo de Universal Science puede garantizar el apoyo al diseño desde la propuesta estética hasta la definición funcional del producto acabado. Además de estas actividades, también desarrollamos y distribuimos componentes para la iluminación LED, incluyendo módulos, ópticas, interfaces térmicas y sistemas de suministro de energía. El diseño y la producción de módulos LED para diversas aplicaciones en el sector de la iluminación es nuestra especialización. Nuestra contribución se vuelve fundamental para determinar el resultado final en términos de eficiencia, vida útil del producto y calidad".
En 2018, Universal Science creó una nueva marca: RED - Integración de tecnologías de iluminación. El objetivo es satisfacer mejor las necesidades del cliente, adaptándose a las nuevas exigencias del mercado. RED identifica tanto la producción de módulos LED innovadores como las soluciones de iluminación estándar que proponemos a los clientes y nace con el objetivo de ser lo más reconocible posible, en particular en la generación de los principales puntos de contacto con las redes de venta en el extranjero.
En el diseño y la producción de soluciones innovadoras para sistemas LED, el grupo puede considerarse uno de los principales protagonistas a nivel nacional por su experiencia, tamaño y exhaustividad de servicios. Sin embargo, la actividad no se limita a Italia; por vocación, el contacto con el resto del mundo es una parte esencial.
"Gracias a las asociaciones históricas establecidas a lo largo del tiempo con empresas reconocidas a nivel mundial - continúa Vincenzo Reda - tenemos acceso directo y continuo a las noticias y actualizaciones técnicas que nos permiten garantizar a nuestros clientes un conocimiento profundo de la evolución del mercado".
La importancia del control de calidad
Dentro de la línea de producción de Universal Science, el módulo LED es probado al 100% al final de la línea a través de pruebas visuales y funcionales. El control de calidad y el ajuste de color de los LED se realiza con extrema precisión a la entrada de la producción, mediante la trazabilidad del material: inspección de entrada y catalogación de los componentes a la entrada de la zona de producción, etiquetado y gestión a través de armarios automáticos. Esto permite limitar los errores a lo fisiológico, pero sobre todo evitarlos completamente, teniendo así un producto que corresponde en todos los sentidos a las especificaciones establecidas con el cliente.
Una importante herramienta de inspección es la estación de rayos X. Al contar con técnicos con una larga experiencia en la producción electrónica, basta con una inspección de la muestra en la etapa preliminar de la puesta en marcha de la producción para que el proceso sea repetitivo y homogéneo.
Junto con los sistemas de perfil de temperatura, se consiguen uniones de soldadura de alta calidad con un número limitado de huecos, con una presencia inferior al 25%. Además del equipo normal de laboratorio electrónico (osciloscopio, multímetros, vatímetros, etc.), un instrumento fundamental para la empresa es el espectrómetro, que permite medir el espectro de emisión de los LED, específicamente de los LED de color, así como la temperatura de color y las gradaciones de color de los LED blancos. El otro parámetro importante que proporciona un espectrómetro es la cantidad de luz emitida (lúmenes).
Esto permite, junto con la medición de voltaje y corriente, calibrar correctamente la salida de lúmenes y vatios del módulo LED, que son los datos proporcionados al cliente final para que pueda hacer las consideraciones correctas sobre la luminaria en la que se aloja la tecnología LED.
Con esta información y con la ayuda de un fotómetro, un instrumento utilizado en la iluminación LED que permite medir la luz emitida según los diferentes ángulos, el cliente puede completar el correcto diseño de su luminaria. Toda esta información es utilizada por los diseñadores de iluminación que participan en el diseño de la iluminación de los espacios donde se insertan las lámparas, para definir su número y posición.
Nuevas aplicaciones y nuevas oportunidades (LEDs UV)
"Nuestro trabajo ha sido y sigue siendo una operación de ajuste continuo y consolidación de la estructura - especifica Vincenzo Reda - de investigación de nuevas aplicaciones y nuevas áreas de uso. A este respecto, estamos entrando cada vez más en el campo de laIluminación UV”.
El primer trabajo de la Ciencia Universal sobre la iluminación UV data de hace más de cuatro años. Se han desarrollado varios módulos para máquinas especiales que utilizan LED a 275 nm (UVC), otras aplicaciones han utilizado LED a 340 nm (UVB) y otros UVA a 365÷430 nm, con potencias desde 100 W hasta 2500 W. Los sistemas que utilizan módulos LED UV deben, por supuesto, estar equipados con sistemas de seguridad específicos, que pueden diferir según la aplicación y la longitud de onda.
La estrategia de la compañía es centrarse principalmente en los clientes OEM, para luego desarrollar e implementar las soluciones junto con ellos.
Como no fabricamos productos acabados bajo la marca Universal Science, las certificaciones, las pruebas de validación de la eficiencia y los protocolos de aplicación relacionados se llevan a cabo en los sistemas de iluminación final y, por lo tanto, son responsabilidad del cliente.
La emergencia y la urgencia causadas por el brote de COVID-19 han generado un aumento sin precedentes de la demanda, en particular para la Aplicaciones de LEDs UVC específicamente destinado a la desinfección rápida en el sector de la salud, la esterilización de habitaciones y superficies.
"En este contexto, estamos cada vez más convencidos de que confiar en los profesionales es la clave para un correcto acercamiento a un sector extremadamente delicado como éste - concluye Vincenzo Reda - en el sector de la UV la parte de un proyecto que más nos compite es obviamente el desarrollo del módulo LED según los criterios de máxima eficiencia, repetibilidad y fiabilidad para la aplicación específica, eligiendo materiales, componentes y soluciones apropiadas".
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