Come utilizzare correttamente il calore infrarosso per la produzione di nanotubi di carbonio
Se si lavora con nanotubi di carbonio, si conosce bene le difficoltà legate al processo di produzione. È necessario avere gradi di temperatura precisi, e questi devono essere raggiunti immediatamente.
In una fabbrica moderna, i vecchi riscaldatori a resistenza non sono sufficienti: sono lenti e ingombranti. Ecco perché abbiamo optato per sistemi a radiazione infrarossa. Questi permettono una trasmissione diretta di energia e consentono un controllo digitale completo di tutto.
Senza più supposizioni
Per la produzione di nanotubi di carbonio, non si può permettere di aspettare che il riscaldatore raggiunga la temperatura desiderata. I riscaldatori a radiazione infrarossa forniscono immediatamente l’energia necessaria per avviare il processo di deposizione chimica a vapore, senza alcun ritardo.
Collegando questi dispositivi al PLC, è possibile regolare la potenza in tempo reale. Non c’è più bisogno di sperare che la temperatura raggiunga il livello desiderato. Inoltre, i dispositivi occupano meno spazio e non perdono energia inutilmente.
Perché funziona in una fabbrica digitale
Le fabbriche digitali si basano sui dati. I riscaldatori tradizionali, invece, hanno troppa “inerzia termica”: ci vogliono molto tempo per scaldarsi e ancora di più per raffreddarsi. Questo rallenta i tempi di produzione.
I riscaldatori a radiazione infrarossa, invece, reagiscono quasi istantaneamente. Di solito vengono abbinati a pirometri in modo da mantenere il substrato entro una gamma di temperature precisa. Se un sensore rileva un aumento improvviso della temperatura, la potenza viene immediatamente ridotta. È un vantaggio enorme, poiché non bisogna più preoccuparsi del sovraccarico termico.
I lati negativi
Tuttavia, non è tutto perfetto. Ci sono alcuni problemi che possono causare problemi. Le matrici a radiazione infrarossa ad alta densità richiedono molta energia. Non basta semplicemente collegarle alla presa di corrente: è necessario progettare appositamente i circuiti elettrici per gestire quel picco di corrente, altrimenti i fusibili si bruciano.
Inoltre, la radiazione infrarossa a breve lunghezza d’onda è molto intensa. Se si utilizzano materiali sbagliati per la struttura del dispositivo, questi potrebbero deteriorarsi o deformarsi nel tempo. È meglio utilizzare materiali resistenti al calore come il quarzo o leghe speciali per mantenere la struttura del dispositivo integra.
Passare ai riscaldatori a radiazione infrarossa significa eliminare la fase di riscaldamento lunga e rendere il controllo della temperatura più semplice. Il calore diventa quindi una variabile che è possibile controllare effettivamente.