Uso do aquecimento por radiação infravermelha na fabricação de nanotubos de carbono
Se você trabalha com nanotubos de carbono, sabe bem as dificuldades envolvidas. Fazer com que o catalisador seja ativado e que o carbono se depese da maneira correta exige um controle térmico preciso, algo que pode ser realmente desafiador.
Por muito tempo, todos nós usamos fornos resistivos. Mas, para ser honesto, eles são lentos. Na verdade, estamos apenas aquecendo um grande volume de ar para aquecer o substrato. Por isso, passamos a usar sistemas de radiação infravermelha. Em vez de esperar que o ar se aqueça, a radiação infravermelha envia energia diretamente para o material. É rápido… muito rápido.
Obter dados precisos
Em uma fábrica moderna, não dá para simplesmente “configurar tudo e esquecer”. É preciso saber exatamente o que está acontecendo.
Conectamos esses sistemas de radiação infravermelha diretamente aos controladores PLC. Isso permite que vejamos a potência consumida e as temperaturas da superfície em tempo real. Não é mais necessário adivinhar se o processo de aquecimento está funcionando corretamente.
Como utilizamos radiação infravermelha de onda curta, conseguimos atingir as temperaturas desejadas em segundos. Além disso, economizamos bastante espaço. Não é preciso usar aqueles invólucros isolantes enormes para evitar que o calor se escape.
Os detalhes relacionados ao calor
O problema é que, se o material não “quiser” absorver o calor, ele simplesmente vai refleti-lo. Para resolver isso, usamos emissores de quartzo ou cerâmica específicos. Ajustamos o comprimento de onda para que a energia seja absorvida pelo substrato de nanotubos de carbono.
Mas é preciso ter cuidado com a densidade de energia. Se você aplicar muitos watts em um único ponto, haverá pontos quentes. Isso é um grande problema para o alinhamento dos nanotubos de carbono – acaba estragando tudo. Gastamos muito tempo ajustando a potência e a tensão para garantir que o calor seja distribuído uniformemente por toda a área.
As concessões (e as advertências)
Mas não é tudo perfeito. A radiação infravermelha de alta intensidade gera uma grande quantidade de calor residual no chassi do equipamento. Se você usar um sistema de alta potência, mas esquecer de melhorar os sistemas de resfriamento, seus equipamentos vão superaquecer e parar de funcionar. É uma maneira frustrante de interromper a produção. É preciso garantir que o sistema de resfriamento da fábrica consiga lidar com a velocidade de aquecimento.
Mais um conselho: use cabos resistentes às altas temperaturas. Caso contrário, o isolamento dos cabos derreterá antes mesmo de terminar a primeira produção. Acredite em mim.