Estrusione cava in silicone vs manicotto in silicone vs strisce LED in plastica: quale scegliere?

Con la crescente popolarità della tecnologia di illuminazione a LED, la scelta della giusta soluzione di protezione per le strisce LED è diventata un fattore critico che influisce sull'affidabilità del prodotto e sull'ambito dell'applicazione.

Questo articolo si concentra su tre soluzioni tecniche tradizionali: estrusione cava in silicone, guaine in silicone e manicotti in plastica - analizzando sistematicamente le metriche del nucleo come le prestazioni impermeabili, le caratteristiche termodinamiche e la resistenza meccanica in base ai principi della scienza dei materiali e ai requisiti di pratica ingegneristica.

Confrontando i dati sperimentali e i casi di applicazioni del settore, fornisce motivi oggettivi per la selezione della tecnologia in diversi scenari, con l'obiettivo di aiutare i decisori ingegneristici a stabilire un quadro scientifico per lo sviluppo del prodotto.

Panoramica dei tre metodi di impermeabilità

Tra le strisce LED impermeabili, tre processi sono i più comuni: estrusione di silicone cavo, maniche in silicone e maniche in plastica.

L'estrusione in silicone cavo comporta la coestrusione della striscia LED con una custodia in silicone, dove i chip LED sono completamente incapsulati da silicone solido per formare una robusta struttura impermeabile. Il manicotto in silicone con manicotto in plastica comporta l'infilatura della striscia di luce prefabbricata in un manicotto in silicone, fissato dalla trazione per ottenere l'impermeabilizzazione di base.

Questi tre metodi differiscono per prestazioni di impermeabilizzazione, resistenza all'invecchiamento, dissipazione del calore e costi. Come dovrebbero i clienti fare la selezione giusta? Di seguito, confrontiamo le tre tecnologie basate sulle proprietà dei materiali, sui principi di produzione e sulle applicazioni pratiche per esplorare le loro differenze tecniche e il posizionamento del mercato.

Per saperne di più sulle tecniche di impermeabilizzazione a LED a strisce, leggi i post del blog “Quali sono i processi di impermeabilizzazione utilizzati nelle luci a strisce a LED?” e “La guida definitiva alle luci a LED impermeabili.”

Estrusione in silicone

Le strisce luminose impermeabili sono tipicamente prodotte utilizzando processi di estrusione, principalmente classificati in estrusione cava ed estrusione solida.

L'estrusione cava lascia un vuoto al centro della striscia estrusa, mentre l'estrusione solida forma l'intera striscia come una struttura solida. L'estrusione cava è più complessa, richiede estrusori e stampi specializzati, con conseguente maggiore difficoltà di produzione e costi.

Le strisce luminose a cavità in silicone presentano le seguenti caratteristiche:

• Le strisce estruse cave hanno una cavità interna dell'aria, con conseguente bassa densità. Il silicone è leggero, altamente flessibile e possiede un certo grado di morbidezza ed elasticità, consentendogli di conformarsi a complesse superfici curve. Il silicone pirolitico ad alta trasparenza viene tipicamente utilizzato per l'estrusione cava, con la sua elevata fluidità che soddisfa le esigenze di strutture di cavità a parete sottile o intricate.

• L'interno cavo disperde la luce dalle perline a LED in modo più uniforme, ottenendo un'illuminazione superiore. Le strisce estruse cave presentano colori più luminosi e trasparenti rispetto alle strisce estruse solide, con bordi più lisci.

• A causa dell'isolamento dell'aria, le strisce estruse cave hanno una conduttività termica più scarsa. Le temperature di esercizio a LED sono in genere superiori a 10-15°C rispetto alle strisce estruse solide.

• Il silicone cavo presenta una durezza relativamente inferiore e una resistenza alla corrosione chimica.

• Complessità di installazione: le strisce estruse cave sono leggere e possono essere adriamente attaccate, mentre le strisce estruse solide richiedono il montaggio della staffa, aumentando i costi di manodopera di circa 15%.

• Le strisce estruse cave dal punto di vista dei costi costano circa 20%-30% più economiche per unità rispetto a quelle solide ma hanno una durata più breve (tipicamente 20.000-30.000 ore). Le strisce estruse solide hanno costi iniziali più elevati ma possono durare oltre 50.000 ore. Le strisce estruse cave possono essere aderite direttamente, mentre quelle solide richiedono il montaggio a staffa, aumentando i costi di manodopera di circa 15%.

manica in silicone

Le strisce a LED in silicone sono strisce luminose impermeabili con lampadine a LED che avvolgono il materiale in silicone flessibile.

La striscia LED viene infilata attraverso il manicotto in silicone, che viene quindi sigillato su entrambe le estremità per evitare che l'ingresso di acqua da pioggia o altre fonti. Comunemente utilizzato nell'illuminazione architettonica del contorno, nella decorazione commerciale e nei progetti paesaggistici all'aperto, supporta la flessione e la deformazione per conformarsi a strutture irregolari.

Le caratteristiche includono:

• Flessibilità e formabilità: Il materiale in silicone offre un'eccellente flessibilità, consentendo di piegare la striscia in varie forme. Questo lo rende adatto per installazioni curve o complesse, come la conformità a decorazioni circolari, bordi di mobili o installazioni artistiche per soddisfare le esigenze di illuminazione creativa.

• Prestazioni impermeabili e antipolvere: Il tubo in silicone stesso offre un'elevata integrità di tenuta, bloccando efficacemente l'umidità e la polvere dall'ingresso nell'interno della striscia. Molti prodotti ottengono un grado di impermeabilità IP67, consentendo una breve immersione. Questo li rende particolarmente adatti per ambienti umidi come bagni, cucine o illuminazione paesaggistica esterna.

• Morbido e uniforme leggero: Il tubo in silicone funge da diffusore di luce, riducendo il bagliore delle lampadine a LED per produrre un'illuminazione più morbida e uniforme. Questo caratteristico si adatta a spazi che richiedono un ambiente confortevole, come camere da letto, zone pranzo o illuminazione decorativa in spazi commerciali.

• Durata e sicurezza: Il materiale in silicone resiste alle alte temperature e all'invecchiamento, prolungando la durata della striscia. Le sue proprietà isolanti migliorano anche la sicurezza elettrica riducendo i rischi di cortocircuiti o perdite.

• Ampio intervallo di temperatura: funziona tipicamente da -40°C a 200°C, adatto per ambienti esterni ed estremi.

• Resistenza all'invecchiamento: La stabilità del materiale resiste all'esposizione all'olio e all'ozono, garantendo una durata prolungata.

manica di plastica

Le strisce luminose a LED impermeabili in plastica sono in genere realizzate in materiale PVC di alta qualità. Sono impermeabili, flessibili, pieghevoli e resistenti alle alte e basse temperature, il che li rende adatti sia per applicazioni interne che esterne.

La manica ha una larghezza interna di 10 mm, consentendo l'inserimento di strisce luminose SMD o COB da 8-10 mm come sorgente luminosa. Ciò fornisce un alloggiamento protettivo per la striscia luminosa a LED, garantendo durata e longevità.

Il PVC (cloruro di polivinile) è il materiale mainstream per strisce al neon e manicotti a strisce LED grazie ai suoi processi di produzione maturi e ai vantaggi in termini di costi. Ad esempio, i canali delle strisce al neon flessibili spesso utilizzano materiale resiliente in PVC che resiste alla rottura quando si piega.

● Impermeabilità e resistenza alla corrosione: il PVC offre un'impermeabilizzazione superiore, bloccando efficacemente il vapore idratante, rendendolo adatto per ambienti umidi come i bagni. Presenta anche una buona resistenza alla corrosione e una certa resistenza chimica, adatta per ambienti interni ed esterni generali.

● Facile installazione: la sua flessibilità consente di piegare e tagliare per adattarsi a varie forme, mentre la sua natura leggera facilita la costruzione.

● Durabilità: incline all'invecchiamento e allo scolorimento; l'esposizione prolungata ai raggi UV o alle alte temperature può causare ingiallimento e fragilità, influendo sulla trasmissione della luce e sull'estetica.

● Tolleranza di temperatura limitata: il PVC ha un intervallo di temperatura ristretto (da -15°C a 80°C). L'uso prolungato all'aperto può causare ingiallimento e indurimento a causa dell'esposizione ai raggi UV. Emette gas irritanti quando bruciati, si deforma ad alte temperature e può rompersi a basse temperature, limitando il suo utilizzo in climi esterni estremi.

● Proprietà ottiche: la trasmissione della luce è solo 70%-80%, la luce tende ad apparire giallastra e l'indice di resa cromatica è basso (70-80), con conseguente scarsa riproduzione dei colori. L'uniformità della luce è inferiore ai materiali siliconici o acrilici, creando potenzialmente un aspetto granuloso.

● Ambiente e problemi di salute: il PVC contiene sostanze nocive come il cloruro di vinile, che possono rilasciare inquinanti durante la produzione e l'uso, rendendolo meno ecologico.

● Basso costo: il PVC è significativamente più economico rispetto alle alternative come il silicone o l'acrilico, il che lo rende adatto a progetti con vincoli economici.

Tabella di confronto

Estrusione in silicone vs manicotto in silicone vs manicotto in plastica

In sintesi, i materiali utilizzati nei processi di estrusione di silicone cavo e manicotto in silicone sono essenzialmente gli stessi, con solo alcune differenze nei metodi di produzione. L'estrusione comporta l'elaborazione diretta della macchina, mentre il processo della manica richiede più lavoro manuale.

Quando si confrontano strisce LED con tubi estrusi in silicone cavi, manicotti in silicone e manicotti in PVC, ognuna ha le sue caratteristiche ed è adatta per diversi scenari. Per massimizzare l'efficacia delle strisce luminose a LED in diverse applicazioni, è essenziale selezionare il processo e le caratteristiche appropriate.

Per i progetti attenti al budget in ambienti miti, è possibile prendere in considerazione le maniche di plastica, anche se si dovrebbe notare la frequenza di sostituzione. Bilanciamento delle prestazioni complessive e dei costi a lungo termine, le maniche cave in silicone o le maniche in silicone offrono scelte superiori, eccellendo in particolare nell'impermeabilizzazione, nella resistenza alla temperatura e nella flessibilità.

Scenari e guida alla selezione

Estrusione in silicone

Ideale per caiettoli per plafoniere, illuminazione sotto il mobiletto, ringhiere per scale e applicazioni simili, fornisce sia illuminazione funzionale che appeal estetico. Il suo bagliore morbido è particolarmente adatto per creare un'atmosfera nelle camere da letto o nei soggiorni.

Grazie alle loro proprietà impermeabili, le strisce LED in silicone per estrusione cave possono essere utilizzate per l'illuminazione decorativa in giardini, bordi piscina o esterni. Mantengono un funzionamento stabile anche in ambienti piovosi o polverosi.

manica in silicone

Nei negozi, bar o sale espositive, la flessibilità e la malleabilità delle strisce luminose in silicone le rendono una scelta ideale per l'illuminazione decorativa. Ad esempio, possono delineare i contorni delle vetrine o creare installazioni di illuminazione artistiche uniche.

Mentre il materiale in silicone è resistente al calore, un'operazione prolungata ad alta luminosità può comunque causare l'accumulo di calore, influendo sulla durata della vita dei LED. Evitare il funzionamento continuo a pieno carico in ambienti chiusi o poco ventilati.

manica di plastica

Adatto per progetti di illuminazione esterna, le strisce luminose in PVC sono ideali per decorazioni a breve termine, progetti con vincoli di budget o ambienti non estremi (ad esempio, mostre temporanee, illuminazione ambientale a bassa luminosità). Per l'uso a lungo termine o gli scenari impegnativi (ad es. impostazioni esterne, requisiti di resa cromatica elevati), si consiglia il materiale in silicone.

Si noti inoltre che le suddette strisce LED sono più adatte per climi più caldi. Nelle regioni più fredde, i LED all'interno del manicotto possono generare calore durante il funzionamento.

Quando le temperature esterne sono basse, l'aria e l'umidità all'interno del manicotto possono ossidarsi, potenzialmente corrosione di LED o circuiti stampati o producendo una nebbia nebulosa che influisce sulla produzione di luce. Per requisiti di illuminazione più elevate, potrebbero essere preferibili opzioni estruse a massiccia.

Considerazioni sui costi e sulla manutenzione

Striscia di LED estrusi in silicone: costi del materiale più elevati grazie al processo di stampaggio in silicone monopezzo. Basse spese di manutenzione. La valutazione impermeabile IP68 riduce al minimo i guasti legati all'umidità. Uso a lungo termine senza frequenti sostituzioni. Evitare la piegatura eccessiva durante l'installazione per evitare la rottura del circuito interno. Adatto per ambienti difficili come ambienti esterni e giochi d'acqua, ma richiede un'adeguata progettazione di dissipazione del calore per prevenire l'invecchiamento accelerato dalle alte temperature.

Luci a strisce a LED in silicone: Ampia fascia di prezzo; i design trasparenti o bicolore influiscono sui costi. È necessaria una manutenzione moderata: ispezionare regolarmente la vestibilità manica a striscia per evitare l'ingresso di acqua. Abbina le dimensioni del manicotto alla striscia durante l'installazione per evitare una scarsa dissipazione del calore da tenuta o impermeabilizzazione compromessa dalla scioltezza. Intervallo di temperatura: da -60°C a 200°C, anche se un calore prolungato prolungato può accelerare l'ingiallimento del silicone.

Luci a strisce a LED a manicotto in plastica: costo più basso, adatto per scenari limitati al budget. Costi di manutenzione più elevati; il materiale in PVC invecchia facilmente, richiedendo una sostituzione regolare della manica. Adatto solo per ambienti asciutti; l'impermeabilizzazione è più debole delle soluzioni siliconiche (valutazione IP inferiore). Evitare il contatto con solventi chimici per prevenire fragilità e screpolature del manicotto.

Tabella di confronto completa:

Raccomandazione: dare priorità al silicone estruso cavo per ambienti ad alta umidità o all'aperto, bilanciando l'impermeabilità e la durata. Per progetti con vincoli di budget in ambienti stabili, è possibile utilizzare manicotti in plastica ma richiedere cicli di manutenzione più brevi.

Conclusione

Questo articolo fornisce ai decisori ingegneristici una base scientifica per la selezione tecnica analizzando sistematicamente le proprietà del materiale, le prestazioni impermeabili e le capacità di dissipazione del calore di tre tipi di strisce LED impermeabili.

SignLiteled è specializzata nella produzione Strisce LED impermeabili utilizzando varie tecniche di produzione. Se hai domande sui requisiti del tuo progetto o della tua applicazione, contattaci per ulteriore supporto!