انواع متریال مورد استفاده در صنعت برق و روشنایی

مواد مورد استفاده در صنعت برق و روشنایی

در روند طراحی، ساخت و تولید چراغ ها و در راستای ظهور نسل جدید آنها، شناخت مواد مورد استفاده در صنعت برق و روشنایی از ارکان کارساز می باشد. به صورت کلی و در هر صنعتی، متریالِ تجهیزات از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. پیشرفت علم مهندسی مواد در شاخه های گوناگون این رشته، به صورت مستقیم در فرآیند طراحی چراغ ها و سایر قطعات مهندسی نورپردازی تاثیرگذار است.

طراحان می توانند با شناخت مواد جدید و آشنایی با ویژگی های مختلف آنها، در راستای هرچه بهتر خلق چراغ های جدید عمل کنند. انتخاب مواد جدید و مناسب، نه تنها بر زیبایی محصول اثر دارد، بلکه در سناریوهای تجاری(رقابت و فروش)، عملکرد فنی بهتر محصول، ماندگاری و عدم آسیب به محیط زیست هم، می تواند تجهیزات یک شرکت را در دنیای امروز پیش بیاندازد. در این گفتار به بررسی تعدادی از اصلی ترین و پر کاربردترین متریال های مورد استفاده در ساخت انواع چراغ ها می پردازیم. پر واضح است که در هر خانواده ای از مواد، یک یا چند مورد از آنها به صورت انحصاری یا مشترک در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

خانواده فلزات

• آلومینیوم (Aluminum)

یک عنصر که دارای عملکرد و ویژگی های منحصر به فرد است. این ماده یکی از رایج ترین عناصر مورد استفاده در ساخت وسایل روشنایی است. رسانا بودن، شکل پذیری و قابلیت انعطاف، ماشین کاری آسان، سبکی وزن، استحکام بالا نسبت به چگالی کم، همگی از شاخصه های این عنصر می باشند که دلیل استفاده گسترده از آن را توجیه می کنند. این ماده نسبت به مس سبک تر است، بنابراین کار با آن راحت تر و ارزان تر است. آلومینیوم بیش از 60 سال است که در ساخت شینه (Busbars) مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به طور گسترده ای به عنوان رسانا با سطح مقطع 16 برای کابل های برق تا 66 کیلو ولت استفاده می شود و همچنین از آن برای سیم پیچ انواع خازن بهره برده می شود. آلومینیوم به دلیل سهولت اکسترود و ریخته گری، هم به صورت تو پر و تو خالی برای ساخت هیت سینک مورد استفاده است. به دلیل همین دو ویژگی و همچنین وزن سبک، به صورت گسترده برای ساخت بدنه انواع چراغ به کار برده می شود. چراغ های خطی، پروژکتورها و خانواده پنل های LED نمونه های گسترده از استفاده این متریال می باشند.

• مس (Copper)

جز اولین فلزاتی است که توسط انسانها به کار گرفته شد. عنصری نرم، انعطاف پذیر و با خاصیت چکش خواری مناسب است. همچنین مس دارای قابلیت رسانایی حرارتی و الکتریکی عالی است که آن را برای اجزای روشنایی داخلی مناسب می کند. مقاومت بالا در برابر خوردگی دارد. پتینه جذابی دارد که باعث می شود گاهی آن را به عنوان متریال تکمیلی استفاده کنند. از مس برای ساخت کابل های برق فشار ضعیف، متوسط و قوی، لامپ های خلاء، بُرد مدارهای چاپی، نیمه هادی ها و … استفاده می شود.

• برنج (Brass)

برنج یکی از آلیاژهای مس و روی می باشد. برنج خاصیت چکش خواری و شکل پذیری مس را حفظ می کند ولی دارای مزیت افزایش استحکام است. ماده ای است که به سختی کدر می شود. نرم است و سطحی جذاب ایجاد می کند که عامل استفاده گسترده در قالب پوشش های نهایی است و درساخت بدنه چراغ مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین دارای ماهیت غیر مغناطیسی است. از این آلیاژ برای ساخت بخش هایی از کلید و پریز و لوله های برق بهره گرفته می شود. به علت دوام بالا در برابر شرایط آب و هوایی برای ساخت تجهیزات روشنایی بیرونی نیز استفاده می شود.

• گالوانیزه (Galvanized)

نوعی روش در راستای مقاوم کردن آهن و فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدن می باشد. در این روش، فولاد را با روکشی از روی می پوشانند. ویژگی های این ماده باعث می شود از آن برای ساخت سینی کابل، نردبان کابل، سی چنل، تراکینگ فلزی، سینی کابل پانچ شده استفاده شود.

• شیشه

شیشه و زیر مجموعه های آن به دلیل خواصی که دارند در اکثر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. از این ویژگی ها می توان به شفافیت، شکل پذیری، مقاومت در برابر خورندگی اسیدها و بازها، به صورت خصوصیات عمومی و در اکثر اعضا این خانواده اشاره کرد و همچنین ویژگی های منحصر به فرد در انواع فن آوری شده شیشه ها مثل رنگ پذیر بودن، مقاومت در برابر حرارت، قابلیت مشجر و سند بلاست شدن و … وجود دارند. از این متریال برای ساخت پوشش انواع لامپ ها (به عنوان حباب) و ساخت بدنه چراغ های تزئینی به شکل بسیار وسیعی استفاده می شود.

• پلیمر

در دنیای امروز، پلیمر و اعضای خانواده آن، شاید به مراتب بیش از هر ماده ای دیگر در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. شفافیت و غیر شفاف شدن، رنگ پذیری، استحکام بالا، وزن بسیار پایین، مقاومت در برابر ضربه، انعطاف پذیری و خاصیت کشسانی همگی از مهمترین خواص این خانواده می باشند.

• پلی کربنات (PC)

این پلیمر که از خانواده ترموپلاستیک ها هستند، جایگزین بسیار مناسبی برای شیشه می باشند. دربرابر کشش، ضربه، خراش، اشعه ماورا بنفش و شرایط جوی مقاوم هستند. یکی از مهمترین موارد استفاده این ماده و با توجه به ویژگی های آن، به کارگیری به عنوان دیفیوزر چراغ های خطی و پنل های SMD می باشد. حباب چراغ های حیاطی و برخی از لنزها در ساختار چراغ، نمونه دیگری از محل استفاده پلی کربنات ها است.

• آکریلیک (PMMA)

از دیگر مواد ترکیبی ترموپلاستیک و شبیه به شیشه است. شفافیت و محفاظت در مقابل اشعه‌ی فرابنفش (UV) و خاصیت ضد ضربه بودنش آن را به ماده‌ای برای استفاده در ساختار چراغ ها تبدیل کرده است. قیمت این متریال نسبت به بقیه پلیمرهای مورد استفاده، بیشتر است. نکته قابل توجه در مورد PMMA این است که محدودیت حرارتی دارد و نهایتا تا 75 درجه ساتیگراد دما را تحمل می کند. بنابراین برای استفاده در چراغ هایی که از نسل جدید روشنایی، یعنی خانواده LED ها بهره می برند، مناسب است.