Die richtige Nutzung von Infrarotwärme bei der Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren
Wenn Sie Kohlenstoffnanoröhren herstellen, kennen Sie sicherlich die Herausforderungen dabei. Es sind präzise Temperaturgradienten erforderlich – und zwar sofort.
In modernen, intelligenten Fertigungsanlagen reichen die herkömmlichen Widerstandsheizungen nicht aus. Sie sind langsam und unpräzise. Deshalb haben wir auf Infrarot-Heizsysteme umgestellt. Dabei geht es um eine direkte Energieübertragung sowie um die Möglichkeit, alles digital zu steuern.
Kein Raten mehr notwendig
Bei der Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren kann man es sich nicht leisten, darauf zu warten, bis die Heizung auf die gewünschte Temperatur kommt. Infrarotheizungen liefern sofort die benötigte Wärmeenergie – ohne Verzögerungen. Wenn man diese Heizungen mit einem PLC verbindet, kann man die Leistung in Echtzeit anpassen. Kein mehr Raten mehr – einfach genau kontrollieren. Zudem nimmt die Ausrüstung viel weniger Platz ein und verliert weniger Energie.
Warum das in einer digitalen Fertigungsanlage funktioniert
Digitale Fertigungsanlagen basieren auf Daten. Doch herkömmliche Heizungen haben zu viel „thermische Trägheit“ – sie brauchen lange, um warm zu werden, und noch länger, um abzukühlen. Das verschlechtert die Produktionszeiten.
Infrarotheizungen hingegen reagieren fast sofort. Wir verwenden sie meist in Kombination mit Pyrometern in einem geschlossenen Regelkreis. Dadurch bleibt das Substrat innerhalb eines sehr engen Temperaturbereichs. Falls ein Sensor eine Überhitzung feststellt, wird die Leistung sofort reduziert. So muss man sich keine Sorgen mehr um eine Überhitzung machen.
Die Nachteile
Nicht alles ist perfekt. Es gibt einige Probleme, die auftreten können. Hochdichte Infrarotarrays verbrauchen viel Energie. Man kann sie nicht einfach in eine Steckdose stecken und darauf hoffen, dass alles funktioniert. Man muss die elektrischen Anschlüsse entsprechend dimensionieren, sonst geht der Sicherung durch.
Außerdem ist die Wärme selbst intensiv. Wenn man falsche Materialien verwendet, können diese im Laufe der Zeit beschädigt werden. Nutzen Sie besser Quarzkapseln oder Hochtemperaturlegierungen, damit der Maschinenrahmen stabil bleibt.
Durch den Umstieg auf Infrarotheizungen entfällt die lange Aufwärmphase – und die Heizzonen werden besser kontrollierbar. Die Wärme wird somit zu einer Variablen, die man tatsächlich steuern kann.