Het bereiken van de juiste temperatuur bij de productie van carbonnanobuizen
Als je werkt met carbonnanobuizen (CNT’s), weet je hoe moeilijk het kan zijn om de juiste temperatuur te bereiken. Je hebt een precieze temperatuur nodig – en dat meteen. Als de temperatuur ook maar een beetje schommelt, of als het te lang duurt voordat er een reactie optreedt, is je hele batch verloren.
Daarom hebben we afgezien van die oude, trage verwarmingssystemen. Die werken gewoon te langzaam. In plaats daarvan gebruiken we efficiënte infrarode verwarmingssystemen. Het voordeel van infraroodverwarming is dat de warmtebron niet in contact hoeft te komen met het onderliggende materiaal. De energie wordt rechtstreeks naar waar het nodig is gestuurd.
Stoppen met gissen over de temperatuur
In een moderne productielijn duurt het vaak seconden voordat de verwarmingssystemen op temperatuur zijn. We willen dat alles in milliseconden gebeurt. Met infraroodverwarming kunnen we precies bepalen waar de warmte terechtkomt. Als een sensor een ‘hot spot’ detecteert – iets wat de alignering van de CNT’s kan verstoren – past het systeem onmiddellijk de stroomsterkte aan.
En hier komt het leuke: dit systeem kan worden verbonden met een digitale kopie van het productieproces. Hierdoor kun je de thermische vertragingen voorspellen en de snelheid van het proces aanpassen, nog voordat het materiaal de productiezone binnentreedt. Geen risico’s meer, alleen maar zekerheid.
Ruimtebesparing
In een laboratorium is ruimte altijd schaars. We gebruiken kortegolfradiaire emissoren, omdat ze veel warmte leveren in een klein formaat. Hierdoor kan de verwarmingskamer flink worden verminderd, zonder dat de warmteproductie afneemt.
Omdat er sprake is van straling en geen convectie, hoef je je geen zorgen te maken over willekeurige luchtstromen die de groei van de nanobuizen kunnen beïnvloeden. Het is gewoon schone, directe energie. Je hoeft het alleen maar aan te sluiten op de door een PLC-bestuurde voedingsbronnen, de gewenste stroomsterkte in te stellen en klaar is Kees.
De nadelen
Er is echter wel een nadeel: hoge-dichtheidsinfraroodarrays genereren veel warmteafval. Als je de emissoren op maximale kracht zet om de groei te versnellen, zal het apparaat oververhit raken. Als je geen koelsysteem hebt dat deze belasting aankan, zullen de sensoren onnauwkeurig worden en kunnen de componenten eerder beschadigen dan nodig is. Het is dus een kwestie van balans vinden.
Uiteindelijk komt het allemaal neer op de fysica: directe energie, snelle cycli en software die goed samenwerkt met de hardware. Zo blijft je productielijn stabiel.