槽型字,英文名为 CHANNEL LETTER,直译为渠道字母,意思是指有侧帮的字母。广义上讲,槽型字包括无光源的阴字和阳字(但有侧帮),有光源的阴字(阴字朝前,光源装在壳体的笔画中),有光源的阳字(正面可以看见金属壳体,光源藏在背后的笔画中),有面板和光源的阴字。狭义上讲,槽型字指的就是上述最后一种,有可以透光的亚克力面板和光源的发光阴字,以铝材为壳体,这种槽型字于1970年前后在美国出现,随后逐渐在世界发达国家流行。随着中国改革开放,外资酒店逐渐增多,他们首先把槽型字带进了中国大陆,代表性的如全国各地的假日酒店的英文名称HOLLIDAY INN就是典型的槽型字。最近几年,随着社会的进步,市场对槽型字的需求逐年上升,本文就针对目前热点的槽型字光源做一些分析。这里所说的槽型字是指狭义上的槽型字。
目前槽型字中常用的光源主要有荧光灯,霓虹灯(冷阴极灯),发光二极管。下面我们逐一分析如下:
荧光灯
荧光灯,是 1930 年前后出现的光源。 1938 年首次投入商业使用。原理与霓虹灯相近,但是是热阴极灯。电极的温度较高,一般品牌标称的平均寿命为 6000-8000 小时。根据笔者为某跨国快餐连锁公司多年招牌维护经验,由于光衰,对灯箱招牌要求较高的公司,一般每两年左右就把招牌中的荧光灯管全部更换一遍。
荧光灯的色温,最常见的主要有日光型 DAYLIGHT 和冷光型 COOL LIGHT 两种。不同品牌的同样日光型的灯管,点亮后亮度也有明显的差别。
荧光灯的镇流器主要有传统的电感式和电子式。电感镇流器功率因数比较低,一般为 50%-60% ,在日本等国家,必须加装电容进行功率补偿才能使用。电感镇流器比较适合在户外使用,可以直接安装在槽型字的壳体中,在寒冷的天气里能够启动。
电子镇流器功率因数比较高,但是一般情况下,使用的环境温度不能低于零下 15 度,在北方的冬季,不适合使用。
在相当多人的印象中,槽型字应当使用荧光灯作为光源,因为其寿命长,不容易坏。但是荧光灯的缺点也是非常明显的。
其一,亮灯后不均匀。灯管比较长,比较粗( 25 毫米直径)在小的字里面无法排布下。有的笔画,放一根灯亮度不够,放二根灯管又过亮,这样可能造成整个槽型字亮度不均匀。在笔画小的地方,只好放 8 瓦的小灯管,与笔画粗的地方的 36 瓦的灯管的亮度明显不一。在某些光波短(比如常用的兰色)的颜色背后,荧光灯的光亮大部分被过滤掉了,明显的不均匀。
其二,由于热胀冷缩原理,在冬天灯管的两个电极与灯角线连接处经常接触不实,导致灯管不能正常启动。
在黄色面板的较大的槽型字后,排布荧光灯灯管的效果比放置霓虹灯的更明亮。其他颜色面板的槽型字不推荐使用荧光灯。
槽型字用什么样的光源好(二)
霓虹灯
是1900年前后出现的光源。迄今有上百年的使用历史。由于没有灯丝,发光靠惰性气体,或者靠惰性气体在水银的激活下通过荧光粉反射形成的光亮。在美国,把霓虹灯用于槽型字的光源是最普遍的,已经有30多年的历史。一般把直径15毫米以上,使用60毫安工作电流的霓虹灯也称为冷阴极灯。
霓虹灯的主要优点:
可以随字型弯曲,保证布光均匀。
颜色多达100多种。可以有多个颜色配合亚克力面板。
灯管一般使用15毫米的,节约变压器的数量。
寿命长。一般美国厂家生产的霓虹灯灯管,寿命可以达到30000小时。笔者访问过的俄罗斯海参崴的霓虹灯工厂生产的槽型字,4年多也没有修理过一次。
主要缺点:
笔画过细的不适合。灯管距离侧边要大于2公分,如果再考虑灯管的直径,这个笔画要大约5公分的宽度。
对排气设备要求高。要求灯管的抽真空过程处理工艺好,轰击恰当,充气压力合适。国内常见的霓虹灯故障,大部分是由于抽真空轰击和充气这个环节不过关,导致灯管的寿命较短。
对安装要求高。灯管与金属的距离要大于2公分,耐高压的硅胶线合理选用。变压器要合理负载,带动灯管过短导致其发热,也会缩短其寿命。
发光二极管 LED
最近几年逐渐开始在槽型字中使用。在美国,由于是字母文字,而且字体普遍比较小, 48 英寸( 1 米 2 )高度的,已经是相当大的字了,因此得到了广泛的使用,特别是红色槽型字。在欧洲,使用 LED 的槽型字也逐渐开始出现,欧洲最大的亚克力生产厂家德国的罗门公司,在 2002 年推出了专门适合 LED 光亮波长的亚克力板,以保证其优于以前传统适合荧光灯和霓虹灯的板材。 以德国代表性厂商汉森为例子,他们目前主要提供 5 个颜色的 LED ,他们手册上标称的平均寿命如下:
红色 / 黄色, 50000-80000 小时
兰色 / 绿色, 30000-50000 小时
白色, 15000-25000 小时
LED 用于槽型字的光源,优点是显而易见的。
寿命比较长。故障率比较低。应当是将来发展的方向。
节约电力,后期使用费用低。(但是美国也有人认为,如果要保证与霓虹一样的亮度,也不省电。目前仍然有争论。)
劣势也是明显的。
亮度比霓虹灯和荧光灯相差较多,不明亮。如果为了提高亮度,硬性提高 LED 的工作电流,又会损害其寿命。
造价不菲。以德国汉森的产品为例,白色的每延长米要 50 多欧元,折合 600 多元人民币。红色的也要 20 多欧元,也要近 300 元人民币。
国内的 LED ,灯泡部分有相当多的台湾厂商供应,但是电源一直没有专门的户外用的,很多公司使用室内用电源,防水防尘无法保证。
德国生产的 LED 灯线,拥有备用线路,万一中间某个灯泡损坏,仅这个不亮,整条线路是导通的。
目前国内的 LED 工程经验不足,施工中材料选择安装导致的故障也不少。
综合上面的情况,结论如下 :
在目前的市场情况下,霓虹灯是最好的选择。如果可能,尽量使用 15 毫米直径的灯管,这样工作量小,还节约变压器。在特定的大字, 2 米以上的,在特定的黄色面板后,荧光灯是最佳选择。在小字里,笔画细于 4 公分情况下, LED 是唯一的选择。
霓虹灯如何面对L E D的挑战
从上世纪九十年代开始,随着我国经济的快速增长和人民物质生活水平的不断提高,城市化建设的日臻完善,霓虹灯行业得到了空前的发展。市场对霓虹灯的质量要求越来越高,需求量也愈来愈大。一大批优秀企业和科研院所致力于高科技霓虹灯材料和技术的研发,特别是霓虹灯全彩色电脑数字控制器、节能霓虹灯电子电源、规模化生产的霓虹灯设备、稀土粉霓虹灯管等优质霓虹灯材料的成功研发,霓虹灯产品的生产逐渐的标准化,品种和规格不断多样化和系列化,适用于室内室外各种场所使用的产品层出不穷,使霓虹灯行业进入了一个空前的繁荣时期。霓虹灯无论在需求量,还是在新技术的开发成果上,都走在了世界的前列,得到了全世界同行的认可,近几年霓虹灯产品大量出口,足以见证我国霓虹灯行业的辉煌成果。
由于我国经济的高速发展,2003年下半年起,国内出现用电紧张,作为广告装饰灯、景观灯使用的霓虹灯,政府对它的使用作了相应的限制,霓虹灯市场受到了直接的影响。而LED(LightEmit—tingDiode)光源作为一种高效节能,长寿命低维护,环保型新型光源技术的逐渐成熟,在照明市场的前景全球瞩目,将给装饰照明领域带来一场新的革命,我国将它作为能源战略的一部分,列入了国家科技部“863”计划,它将成为2l世纪新一代光源,部分取代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源。LED光源无论从价格、用途、性能等方面都已接近霓虹灯,霓虹灯已首当其冲面临它的严峻挑战,我们必须迎接挑战。
LED光源当前还存在着价格较贵、技术尚未完全成熟等原因,要代替传统光源,还需经历一个较长的过程。但是,要代替自动化生产水平不高,综合成本还较高的霓虹灯产品已经成为现实。
我们对LED光源和霓虹灯经过了多年的研究和生产,对两种光源的特性和市场进行了如下总结:
一、霓虹灯与LED光源比较
霓虹灯是一种低气压冷阴极辉光放电光源,灯管采用玻璃外壳涂荧光粉,高温封接,真空后充入惰性气体和水银烧结而成,它不同于热阴极灯,没有钨丝,抗震性较好,发光效率较高,寿命较长,理论寿命可达30,000小时,光源可以频繁亮灭,而不影响灯管寿命,颜色丰富、色彩鲜艳。该光源还停留在半自动化、半手工或纯手工生产阶段。
LED光源是固体光源不需要充气,不需要玻璃外壳,抗冲击性好,抗震性好,不易破碎,便于运输,光源单元较小,使用范围广,发光效率更高,更节能省电,寿命更长,理论寿命可达lO万小时,光源可以频繁亮灭.而不影响光源寿命,颜色丰富、色彩鲜艳,是不含水银的环保型光源。该光源已规模化、自动化生产。
综上所述,霓虹灯所具备的所有优势,均已被LED光源所涵盖,只要LED光源的应用技术得到进一步提高,产品成本进一步降低,可完全代替霓虹灯。
二、LED电源与霓虹灯电源比较
LED光源采用低压直流供电,绝缘处理比较方便。通常采用开关电源或交流220V整流、电阻限流方式供电,具有灵活性大,使用范围广,安装方便的优点。但由于采用低电压供电,电源输出电流较大,要求载流导体的截面积较大,增加了LED光源在户外使用的难度。许多业内人士认为LED产品应直流稳压或恒流供电,只有这样才能保证LED的使用寿命,其实,这是一个认识误区,只要选择合理的电路参数,使LED几个关键的参数不超过其极限值,即使采用220V交流整流、电阻限流供电,也不会影响其使用寿命。片面追求所谓的直流是不必要的,只要观察一下LED的工作过程,即可明白其中的道理,LED要产生渐亮、渐暗、混色等动态效果,就必须通过占空比控制,而通过占空比控制的电流,就已经不是所谓的恒流了。其次,LED产品在亮化、景观工程中应用,均有一个显著的特点,那就是非标设计,常常需要根据工程的实际需要,量身定做,供电方案的选择,也不例外。
霓虹灯采用高压供电,最常用的是漏磁式电感变压器和高频高压霓虹灯电子电源,由于高频高压霓虹灯电子电源在我国开发较早,技术已相当成熟。性能稳定可靠,它还具有重量轻、节能高效、价格低廉等优势,已在霓虹灯领域占据了主导地位。由于是高压低电流输出,安装绝缘要求较高,但在户外使用时,它具有防水性好,低电流载流要求不高,具有无可比拟的优势。
三、LED光源与霓虹灯的控制技术比较。
由于LED光源采用低压直流供电,它具有负载小、干扰弱的特点;霓虹灯采用高频高压供电,负载大、强干扰的特点。从理论上来讲,LED的控制技术比霓虹灯的控制技术更容易实现。但霓虹灯的控制技术已相当成熟;而LED的控制技术现在市场上是鱼龙混杂。霓虹灯通常采用已经成熟的“并行”控制技术,而LED市场“串行”“并行”两种控制技术都在采用。
四、LED光源与霓虹灯的质量稳定性比较。
LED光源被广泛应用于实际照明工程中是近几年的事,由于LED光源的生产厂家良莠不齐,技术不规范、生产经验的严重缺乏等原因,导致了LED光源质量的稳定性差;而霓虹已有百年历史,生产技术、生产经验、行业管理都已相当健全,使霓虹灯质量已相当稳定。
五、LED光源与霓虹灯的价格比较。
LED光源综合价格还高于霓虹灯的综合价格,但红色、黄色LED在某些领域使用其综合成本已低于霓虹灯。
六、LED光源和霓虹灯户外使用性能的比较。
由于LED光源需要安装在线路板上,并且采用低压直流供电,如果线路板遇到水,线路板上的锡和铜条在直流电的作用下,形成一个电解池,线路板上的锡不断被电解,最后导致整块线路板损坏。LED灯具的防水性是LED灯具在户外使用最致命的缺点。而霓虹灯是高压低电流供电,即使灯管浸在水里,也不至于损坏霓虹灯。LED光源不能直接装在户外,需要有防水的外壳保护,而霓虹灯可以直接安装在户外,从以上几点讲,LED光源要完全代替霓虹灯在户外使用还需技术、材料、工艺的进一步完善。
七、LED光源的市场现状
LED光源具有无可比拟的性能优势。特别是近几年的电力紧张和国家对节能光源的高度重视,LED光源在各个领域使用的年增长率达到30%一40%,像传统以霓虹灯为主导的景观工程、广告灯具、装饰灯具等市场不同程度地被LED光源挤占。
基于对LED产品的深入研究和市场开发,主要得出以下认识:LED光源在室内亮化工程中,由于它的单元小、控制方便已有代替霓虹灯的趋向,有可能成为室内装饰的主导光源。
在户外景观工程中,由于LED灯具防水性较差,且生产工艺简单,大批劣质、低档LED进入市场,已导致市场对LED产品的质量的不信任,LED光源在户外要代替霓虹灯还需要一个过程,但LED光源在户外还不能代替霓虹灯,并不是LED自身的原因,主要是以下一些技术、经验和成本等因素:LED芯片选择不当的原因
在选择LED芯片时,必须选择原装正品方片,而很多不规范的小企业为了降低成本,论斤购买边片、次品片后灌封生产,这类LED光源如果进入市场,其结果可想而知。同样的LED光源选择芯片面积的不同,可靠性也相差甚远,如:现在市场上LED光源芯片的面积有9mil一14mil,9rail的面积是8l平方mil,14mil的面积是196平方mil,用同样品牌的芯片生产的LED光源。选用了不同面积的芯片其成本也会相差一倍多。而LED芯片面积选择太小,就会造成芯片内阻增大,在LED光源使用时,发热增大,LED寿命大大缩短。
LED亮度的离散性的原因由于LED亮度的离散性较大,因而我们还应注意LED的亮差问题,我们选择某品牌的红、绿、蓝三色LED光源各l00,000颗进行测试,同一批LED,其最高亮度与最低亮度之比近2倍!这样的LED用在单色的灯具上影响不太明显,但用在具有合成颜色的灯具上时,即会出现明显的色斑,这是由于人的视觉对亮度不敏感却对颜色非常敏锐的缘故。有的厂家已注意到这个问题。把不同亮度的LED做到不同的灯里面。但这样又造成灯具与灯具之间出现明显的色差。解决的办法只有一个,那就是对LED进行筛选,尽管这将导致成本增加。而市场上很多生产厂家,因为成本原因不能对LED进行筛选。
生产工艺的原因LED产品的质量,除了选用高品质的光源,合理的电路结构外,制作工艺及生产过程也至关重要。众所周知,LED产品极易受到静电损害,生产过程应做好静电防护.许多厂家在这方面也是不遗余力,如带静电环、带静电手套,穿防静电服,使用离子风机,工作台接地等,然而,一个重要环节却因条件限制而被忽略一焊接设备,由于许多厂家仍使用廉价的浸焊工艺,因而从插件完毕到焊接之间的中转储运不可避免,而产品在此过程也是极易受到静电损害的,同时,浸焊工艺不能满足LED对焊接温度及焊接时问的要求,因而其产品质量及使用寿命无法得到保证。我们建议,有条件的应使用波峰焊接设备,这样,既容易实现全程静电防护,又能满足LED对焊接温度及时间的要求,有效地保证LED产品的质量。
控制技术选择的原因
目前,LED亮化及景观工程使用的“串行”控制技术,基本可分为两类,一类以“串入并出”方式工作,数据从“起点”一直“串”至终点,此类灯具的优点是每只灯具都是通用的,安装方便,同时,可为工程配备少量的备用灯具,方便日后维护;另一类以“编码寻址”方式工作,每只灯具均设置唯一的地址,数据传送给地址与之相符的灯具,此类灯具的优点不明显,缺点却显而易见——灯具不通用,安装使用不方便,无法配备备用灯具。一旦灯具出现问题,必须要求厂家生产相同地址(编号)的灯具,造成工程修复的延误。两类“串行”控制技术,其控制数据均以“串行”方式传送,均有使用讯导线少的优点,然而,优点有时正是其缺点:灯具间的数据线是以串联方式连接的,每只灯具均有两个数据接口(一进一出)。由于备灯具共用数据及控制信号,使其接头既怕接触不良,又怕进水(接触不良造成数据传
输中断,进水则造成数据信号短路),因而,在户外环境大系统应用时,可靠性较差(因其接头众多,接头接触不良及进水难以避免,且发生故障时,难以判明故障部位)。同时,由于其工作时大量数据高速传输,因而其抗干扰能力较弱,稳定性差,严重时甚至影响显示效果。如果传输距离远,中间还需加装“放大器”,由于“放大器”需安装于室内,因而安装时需在外墙上开孔,业主难以接受。
与“串行”控制技术相对的则是“并行”控制技术,其特点是:控制器与显示单元之间是以点对点的方式连接的,每个显示单元均有独立的控制线(利用集散控制技术,可使显示
单元与控制器之间的距离减至最小),若出现问题,则只影响相应单元,故障处理极为简便直观。同时,由于其控制数据预先存储在控制器中,工作时,数据无需高速传输,因而其抗干扰能力极强,稳定性好。由于此类控制技术与全彩霓虹灯的控制技术完全一致,技术已经非常成熟,同时,所有灯具都是通用的,安装时无需确认编号,可方便地为工程配备备用灯具,方便日后维护,因而特别适合大型工程应用。同时,对于已有霓虹灯施工经验的用户,使用起来应更为得心应手。
经过我们对LED和霓虹灯各方面的比较,我们认为现在LED光源对霓虹灯还未能构成很大的威胁,主要有价格、技术成熟程度、安装使用经验等方面的原因,霓虹灯随着这些优势的慢慢消失,LED光源代替霓虹灯的可能性是存在的。
霓虹灯行业必须积极面对,首先要改变霓虹灯制作最薄弱的环节——手工作坊式生产模式,向规模化生产转变,同时我们也必须要面对现实,积极引进和参与到LED光源的市场竞争中去,利用霓虹灯行业多年来积累的户外工程经验,让霓虹灯和LED光源共同发展,为城市美化、亮化作出自已的努力。
使用成本对比:按1平方米红色发光字每天亮灯10小时算,1平方米的LED发光字三年省下1752元电费,还可节省霓虹灯维护的一切费用。
类别 |
功率 |
每天功耗 |
每年功耗 |
每年电费
(1元/度) |
三年电费
(1元/度) |
LED发光字 |
20W |
0.2度 |
73度 |
73元 |
219元 |
金属霓虹灯 |
180W |
1.8度 |
657度 |
657元 |
1971元 |
吸塑灯箱立体发光字加工浅谈
由于压克力品质稳定,所以其制品具有透光性好、远视效果清晰、抗压强度高、十几年不褪色、光亮如新等其它灯箱、金属字所无法相比的特点,是永续经营、实力雄厚的商家首选之佳品。从跨国公司麦当劳、肯德基和必胜客,到国内的连锁超市、银行、解放商用车服务中心店招、无不孕育着广告制品标识的一个巨大的商机。
压克力加工离不开模具。模具可采用木制、石膏、钢制等,可根据加工批量的多少决定模具选材。木模节约成本,只适合小量加工,因为用久了会失水变形,成品自然不美观,也给后期制作带来麻烦(需要处理)。吸塑灯箱和立体发光字的前期制作相同:制膜→加热(160度左右)→自动吸真空→冷却(40度左右) →脱膜→修边→加槽→立体发光字。(修边→粘接字与面板→块拼接→吸塑灯箱)。
制模可采用木工曲线锯或电脑雕刻、凸模要有斜度,上小下大便可脱膜。加热温度适宜,并不是温度越高越好,温度高时压克力板会裂解,失去本身的柔韧性,吸压深度会不理想。自动真空吸塑系统、智能温控自动控制系统是压克力加工设备中的核心部件,其他加热箱、框架等就简单了。冷却有自然冷却和风冷两种。脱模时机要掌握好,早了文字会变形,晚了脱模困难,模具再利用的可能性就小。修边就是把木工用的修边机固定在普通桌面上,用直刀修就可以。“粘接“在压克力制品中非常重要,密封性、牢固性以及无流痕是保证制品完美的关键。
由于文字大小决定压克力板材选用厚度,一般字高25 厘米以下采用2mm厚即可,字的厚度也应在2cm以下,字高2米以上的大字用5mm厚度足矣。由于文字笔划间距不同,有的文字上半部,是吸不到位的。如果文字笔划深度一致,只能采用肯德基文字的加工工艺,先剪出字面,再剪出字边条,然后粘接。此工艺类似金属字加工艺。如果一图多色就得根据不同颜色去做相应的模具。为了后期的对接吻合,模具应考虑压克力板的厚度和斜度。一图多色单色板材吸出后加以不同颜色的色贴,并配以焊塑枪加热,也能得到完美的产品。在制作吸塑灯箱中也可将面板和文字一次吸压成型,然后文字表面粘贴色贴即可。但一定要采用3M等高品质不变色的灯箱贴。
吸塑灯箱的框架和传统灯箱一样,只是由于压克力板的热膨胀系数较大,其中缩度约有金属类的九倍,装置或固定时应考虑留有伸缩的余地。
如果面对的是地域型市场,丝网印刷机就不必上了。因为压克力的品质和加工工艺决定了它的高价格。丝网印刷从制版到印刷,小批量是不合算的,如果两者相加,价格更是普通用户接受不了的。接到订单到专业丝网印刷厂印刷,品质好价格低,又节省开支,这何乐而不为。