왜 빠른 가열을 위해 탄소섬유를 사용하는가?
보시다시피, 때로는 일반적인 금속 코일로는 충분하지 않습니다. 지금 당장 특정 온도에 도달해야 한다면, 그때가 바로 탄소섬유가 필요한 순간입니다.
니크롬 와이어와 달리, 탄소섬유는 전기를 처리하는 데 어려움이 없습니다. 전기를 효과적으로 활용하여 엄청난 양의 적외선을 방출합니다. 그 결과, 목표 온도에 거의 즉시 도달할 수 있습니다.
속도의 장점
여기서 진짜 매력적인 점은 바로 전력을 처리하는 방식입니다. 이러한 소자들을 통해 많은 전류를 흘려보내도 소자가 손상되지 않습니다. 세라믹이나 금속 히터에서 나타나는 ‘온도 상승 지연’ 문제도 없습니다. 정말 빠릅니다. 게다가 열이 매우 집중되기 때문에, 히터를 작업물 바로 옆에 두어도 기계 자체가 손상되지 않습니다.
실제 제작 방법
이렇게 빠르게 가열하려면 재료에 큰 부담이 가합니다. 대부분의 얇은 금속들은 그런 압력에 의해 변형되거나 구부러지지만, 탄소섬유는 그런 일이 없습니다.
시스템에 따라, 보통 이 소자들을 고온 절연 커버나 석영 막으로 감싸줍니다. 즉, 열이 직접 부품에 닿아야 하는지, 아니면 그냥 방사되기만 하면 되는지에 따라 달라집니다.
한 가지 팁: 만약 이 소자들을 PLC 시스템에 연결한다면, 반드시 솔리드 스테이트 릴레이를 꼼꼼히 확인해야 합니다. 탄소섬유의 저항값은 온도가 오를수록 변하기 때문입니다. 따라서 릴레이가 초기의 전력 급증을 견딜 수 있는지 확인해야 합니다.
단점들 (완벽한 것은 없으니까)
문제는 이러한 빠른 속도로 인해 소자들이 조금 민감해진다는 점입니다. 전압이 급격히 상승하면 소자가 손상될 수 있습니다. 5%나 10%만 전압이 상승해도 소자가 손상될 수 있습니다. 따라서 정확한 전압 조절이 필요합니다.
또한, 반응이 빠른 온도 센서를 사용하는 것이 좋습니다. PID 제어 회로의 반응이 너무 느리다면, 센서가 상황을 인지하기도 전에 소자가 목표 온도를 초과할 수 있습니다. 이는 히터의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다.