Perché l’aria calda di solito non funziona per i materiali compositi spessi (e cosa invece funziona effettivamente)
Se avete mai provato a utilizzare aria calda per far passare dei materiali compositi spessi attraverso un sistema tipo Bruckner, conoscete bene quella sensazione di frustrazione… È davvero un incubo.
Il problema è che l’aria è un pessimo conduttore del calore: in pratica è un isolante. Quando l’aria calda colpisce il materiale, rimane sulla superficie, creando così uno “strato di confine” che impedisce al calore di penetrare nel nucleo del materiale stesso.
Di conseguenza si ottiene il peggio di entrambi i mondi: una superficie bruciata e danneggiata, mentre il nucleo del materiale rimane gelido.
Come far arrivare il calore all’interno del materiale
Ecco dove l’uso delle onde infrarosse cambia le cose. Le onde infrarosse non hanno bisogno dell’aria per trasportare il calore: utilizzano invece onde elettromagnetiche che penetrano direttamente nel materiale. Quando queste onde colpiscono le molecole presenti nel materiale alla giusta frequenza, il materiale assorbe direttamente quell’energia.
Si può pensare a questo processo come a un riscaldamento dall’interno verso l’esterno. Invece di aspettare che il calore si propaghi lentamente dalla superficie verso il centro, le fibre interne iniziano ad riscaldarsi da sole. Questo avviene quasi istantaneamente.
I problemi legati alla “massa” del materiale
Quando si utilizza il principio della convezione, si combatte contro i gradienti di temperatura. Per riscaldare il nucleo di un pezzo di materiale spesso, è necessario aumentare molto la temperatura dell’ambiente circostante.
Ma questo rappresenta un rischio: si corre il pericolo che le fibre del materiale si sciolgano o che il materiale subisca strani deformazioni.
Le onde infrarosse evitano tutto questo problema: poiché le radiazioni penetrano profondamente nel materiale, si ottiene una temperatura uniforme in tutto il materiale. Non è più necessario riscaldare eccessivamente la superficie per riscaldare il nucleo.
Gli svantaggi (perché ci sono sempre degli svantaggi)
Ovviamente, le onde infrarosse non sono una soluzione magica. Hanno i loro limiti. Tutto dipende da come il materiale assorbe l’energia. Se il materiale è troppo riflettente, oppure se è “trasparente” alle lunghezze d’onda utilizzate, l’energia semplicemente viene riflesse o lascia il materiale senza avere alcun effetto. Bisogna quindi assicurarsi che la lunghezza d’onda della lampada corrisponda esattamente al picco di assorbimento del materiale.
Un altro aspetto importante: le lampade a onde infrarosse diventano estremamente calde in aree molto piccole. Se i riflettori e i ventilatori di raffreddamento non sono regolati correttamente, le lampade possono danneggiarsi rapidamente.