Dlaczego zamiast pieców z gorącym powietrzem używamy lamp podczerwieni w procesach produkcyjnych?
Jeśli pracowałeś kiedykolwiek w przedsiębiorstwach zajmujących się obróbką półprzewodników, na pewno znasz problemy związane z użyciem pieców z gorącym powietrzem. Włączasz je, czekasz… i czekasz dalej. Wydaje się, że trzeba podgrzać cały pokój, tylko po to, aby ogrzać jedną płytkę.
Dlatego tak wielu z nas przechodzi na lampy podczerwieni. Chodzi tu o to, jak faktycznie rozprzestrzenia się ciepło. W przypadku pieców z gorącym powietrzem ciepło przenosi się poprzez konwekcję – najpierw trzeba podgrzać powietrze, potem ścianki pieca, a dopiero w końcu sam element, który ma zostać podgrzany. To wolny proces.
Lampy podczerwieni działają inaczej. To jest energia promieniowania. Nie muszą mieć nic wspólnego z powietrzem pomiędzy nimi – mogą bezpośrednio oddziaływać na cel.
Kłopotliwy „czas oczekiwania”
Systemy z wymuszonym przepływem powietrza mają dużą bezwładność cieplną. Innymi słowy, potrzebują dużo czasu, aby się uruchomić. Gdy próbujesz uruchomić piec konwekcyjny, tracisz minuty, a czasem nawet godziny, czekając, aż komora osiągnie odpowiednią temperaturę. W dużych zakładach produkcyjnych to po prostu marnowanie czasu.
Lampy podczerwieni eliminują ten problem. Możemy skupić się na konkretnej falowiej długości światła, która jest efektywna dla danego materiału. Dzięki temu proces utwardzania odbywa się w ciągu sekund lub minut, a nie godzin. To ogromna ulga dla całego procesu produkcji.
Przekazanie ciepła tam, gdzie jest najpotrzebniejsze
Te lampy charakteryzują się wysoką gęstością ciepła. Problem z piecami z gorącym powietrzem polega na tym, że one podgrzewają powierzchnię, a następnie polegają na powolnym przenoszeniu ciepła do wnętrza materiału. To tak, jakby próbować rozmrozić zamrożone mięso, umieszczając je w ciepnym pomieszczeniu.
Światło podczerwone przenika przez materiał. Dzięki temu proces utwardzania odbywa się w całej grubości warstwy, a nie tylko na jej powierzchni. Otrzymujemy równomierne efekty, bez konieczności podgrzewania całej maszyny.
Wada: lampy te są dość agresywne
Lampy podczerwieni nie są „czarodziejską różdżką”. Są szybkie, ale też silne. Ponieważ transfer energii jest tak bezpośredni, łatwo przekroczyć żądaną temperaturę, jeśli kontrolery PID nie są dobrze ustawione.
Nie można po prostu „ustawić wszystko i zapomnieć” o tym, jak w przypadku pieców konwekcyjnych. Trzeba być precyzyjnym co do odległości pomiędzy elementami oraz używać czujników, które reagują szybko. Jeśli nie będziemy ostrożni, możemy uszkodzić płytkę.
Ponadto trzeba upewnić się, że system chłodzenia jest w stanie poradzić sobie z tak szybkimi wzrostami temperatury. Jeśli nie, mogą wystąpić problemy z urządzeniami znajdującymi się obok niego. Wymaga to trochę więcej staranności, ale oszczędzony czas sprawia, że to warto.