Warum Ihre Biosensor-Anlagen vermutlich zu langsam sind – und wie man das behebt
Beim Bau von Biosensoren sind in der Regel die Phasen der Aushärtung und Trocknung die langsamen Schritte. Die meisten herkömmlichen Anlagen setzen auf eine Zirkulation von heißer Luft. Das ist die übliche Vorgehensweise – heiße Luft wird durch den Raum geblasen, in der Hoffnung, dass sie bis zum Substrat vordringt.
Doch hier liegt das Problem: Luft ist ein schlechter Leiter. Sie leitet Wärme nur sehr langsam weiter. Man muss viel Zeit damit verbringen, darauf zu warten, dass der Raum sich erhitzt – und anschließend noch mehr Zeit darauf, dass die Wärme tatsächlich im Material einzieht. Das ist ein enormes Hindernis.
Hier kommt das Infrarot ins Spiel.
Infrarotlampen ändern die Situation völlig. Anstatt die Luft sowie anschließend das Produkt zu erhitzen, senden Infrarotlampen Energie direkt auf das Zielobjekt. Das ist wie der Unterschied zwischen dem Warten darauf, dass ein Raum sich erwärmt, und dem Betreten direkter Sonnenstrahlen. Es gibt keine Verzögerung beim Erwärmen – die Wärmeübertragung erfolgt nahezu sofort.
Wenn wir auf Infrarot umsteigen, verkürzen sich die Aushärtungszeiten erheblich. Die Energie dringt viel schneller in die Schichten des Biosensors ein. Dadurch kann man entweder die Geschwindigkeit der Bänder erhöhen oder die Dauer des Heizvorgangs verkürzen. Dadurch wird mehr Platz frei – und die Produktionsleistung steigt.
Der Haken? Es handelt sich dabei nicht um eine „einfach einzurichtende“ Lösung.
Die Infrarotbeheizung ist sehr intensiv. Da sie so schnell wirkt, ist es leicht, die gewünschte Temperatur zu überschreiten, wenn die Steuerungen nicht perfekt eingestellt sind. Heiße Luft hingegen ist toleranter – sie heizt langsam. Bei Infrarot muss man genau auf die Entfernung zwischen der Lampe und dem Substrat achten – sonst entstehen heiße Stellen.
Außerdem kann man nicht einfach irgendeine Lampe verwenden. Die Wellenlänge muss zur Art des verwendeten Materials passen. Wenn die Frequenz nicht richtig eingestellt ist, prallt die Energie einfach von der Oberfläche ab – und man ist wieder am Anfang.
Wie man es nutzen kann
Die gute Nachricht ist: Der Austausch eines Konvektorlüfters gegen eine Infrarotanlage ist in der Regel eine ziemlich einfache Maßnahme. Man muss die Anlage nur mit einer schnell schaltenden Stromversorgung verbinden – dann funktioniert sie.
Das Beste daran: Man verschwendet keinen Geld mehr mit dem Erhitzen der Luft im Raum. Die Energie wird direkt dort eingesetzt, wo sie gebraucht wird – nämlich im Produkt.