Perché abbiamo passato all’uso delle lampade a infrarossi per la cottura dei biosensori
Quando si producono biosensori, bisogna procedere con molta cautela: è necessaria una quantità sufficiente di calore per indurre la polimerizzazione delle layer organiche sensibili, ma se il calore è eccessivo, il substrato potrebbe danneggiarsi. Ecco perché abbiamo abbandonato l’uso dell’aria calda per passare alle lampade a infrarossi.
I forni a convezione sono poco efficienti: riscaldano l’intera stanza solo per riscaldare una piccola area. Inoltre, soffiare aria calda in una stanza pulita può causare la formazione di contaminanti che non vogliamo assolutamente vicino ai nostri sensori. Le lampade a infrarossi, invece, utilizzano radiazioni per trasferire l’energia esattamente dove è necessario. Niente vento, niente polvere… solo calore.
È veloce. Davvero veloce.
Prima dovevamo aspettare ore affinché i materiali si polimerizzassero; ora basta pochi secondi. I materiali dei sensori assorbono direttamente l’energia, quindi non c’è bisogno di sprecare tempo o energia per riscaldare l’aria intorno al pezzo da lavorare.
Inoltre, questo metodo è perfetto per la produzione “verde”, senza uso di piombo: non è necessario utilizzare solventi per il processo di essiccazione. Basta semplicemente utilizzare onde infrarosse specifiche per innescare la polimerizzazione. È semplice.
Il trucco sta nell’ottimizzazione
I materiali senza piombo richiedono una precisione elevata nella regolazione della temperatura. Se la temperatura supera i limiti consentiti, la struttura del sensore si deforma e tutto il lotto diventa inutilizzabile. Con le lampade a infrarossi, invece, possiamo regolare la lunghezza d’onda per adattarla al tipo di rivestimento che stiamo utilizzando. È come regolare una radio fino a quando il segnale non diventa chiarissimo.
Ma non è tutto magia…
C’è un compromesso da considerare: le lampade a infrarossi emettono calore molto intenso e rapidamente. Se i materiali del sensore si espandono a velocità diverse, questo calore intenso può causare la separazione delle layer che compongono il sensore. Si chiama delaminazione… ed è davvero un problema grave.
Il segreto sta nel raffreddamento graduale: bisogna regolare attentamente la temperatura per evitare di danneggiare i materiali.
Se ancora utilizzi quei vecchi riscaldatori a resistenza, queste lampade possono sostituirli facilmente. Basta collegarle al sistema PLC esistente e va tutto bene. La cosa migliore? Il costo energetico diminuisce, visto che l’energia viene utilizzata soltanto durante la fase di cottura, e non durante la lunga fase di preriscaldamento.