چرا هوای گرم معمولاً برای پردازش مواد کامپوزیتی ضخیم کارساز نیست؛ و چه روشی واقعاً مؤثر است؟
اگر تا به حال سعی کردهاید مواد کامپوزیتی ضخیم را با استفاده از هوای گرم از طریق سیستم بروکنر حرکت دهید، میدانید که چقدر این کار دشوار است. این کار یک کابوس واقعی است.
مشکل اینجاست: هوا یک رسانای بسیار ضعیف است؛ در واقع، یک عایق است. وقتی هوای گرم به سطح ماده برخورد میکند، فقط روی سطح باقی میماند و لایهای از جنس گرما به وجود میآید. این لایه مانع از رسیدن گرما به قسمت مرکزی ماده میشود.
در نتیجه، هم سطح ماده سوخته و خراب میشود، هم قسمت مرکزی آن همچنان سرد باقی میماند.
چگونه گرما را به داخل ماده برسانیم؟
در اینجاست که امواج مادون قرمز نقش مهمی ایفا میکنند. امواج مادون قرمز برای انتقال گرما نیازی به هوا ندارند؛ بلکه از امواج الکترومغناطیسی برای این کار استفاده میکنند. وقتی این امواج با فرکانس مناسب به مولکولهای موجود در ماده برخورد میکنند، ماده میتواند انرژی آنها را مستقیماً جذب کند.
میتوانید آن را به عنوان گرمایش از درون به بیرون در نظر بگیرید؛ به جای اینکه منتظر باشید گرما به آرامی از سطح به مرکز ماده برسد، الیاف داخلی ماده خودشان شروع به گرم شدن میکنند. این کار تقریباً بلافاصله اتفاق میافتد.
مشکلات مربوط به “جرم”
وقتی از روش همرفت گرما استفاده میکنید، در واقع در حال مبارزه با گرادیانهای دمایی هستید. برای رساندن دمای قسمت مرکزی ماده به درجه مناسب، باید دمای فر را بسیار بالا ببرید.
اما این کار خطرناک است؛ زیرا ممکن است الیاف ماده ذوب شوند یا سطح ماده دچار کوچک شدن شود.
امواج مادون قرمز از این مشکلات رهایی میدهند؛ زیرا این امواج به عمق ماده نفوذ میکنند و دمای یکنواختی در سراسر ماده ایجاد میشود. دیگر نیازی نیست فقط برای گرم کردن قسمت مرکزی، سطح ماده را بیش از حد گرم کنید.
معایب استفاده از امواج مادون قرمز
البته، امواج مادون قرمز هم معایب خودشان را دارند. همه چیز بستگی به نحوه جذب انرژی توسط ماده شما دارد. اگر ماده شما بیش از حد بازتابنده باشد، یا اگر نسبت به طول موج مورد استفاده “شفاف” باشد، انرژی امواج مادون قرمز یا بازتاب خواهد شد یا اصلاً وارد ماده نخواهد شد. بنابراین باید مطمئن شوید که طول موج لامپ، با نقطه جذب انرژی توسط ماده شما هماهنگ باشد.
همچنین، لامپهای مادون قرمز در نواحی بسیار کوچک، دمای بسیار بالایی دارند؛ اگر بازتابندهها و فنهای خنککننده به درستی تنظیم نشوند، انتهای لامپها ذوب خواهد شد.