Waarom we koolstofvezel gebruiken voor snel opwarmen
Soms zijn standaard metalen koils gewoon niet voldoende. Als je een bepaalde temperatuur meteen moet bereiken, zonder te hoeven wachten, dan is koolstofvezel de oplossing.
In tegenstelling tot nichromdraad heeft koolstofvezel geen moeite om elektriciteit te verwerken. Het genereert veel infraroodstraling. Het resultaat? De gewenste temperatuur wordt bijna onmiddellijk bereikt.
De snelheid
Het echte pluspunt van koolstofvezel is de manier waarop het omgaat met stroom. We kunnen veel stroom door deze elementen laten gaan, zonder dat ze beschadigen. Er is geen vervelend ‘opwarmtijdfenomeen’ zoals bij keramische of metalen verwarmers. Het is snel – echt heel snel. Omdat de warmte zo gericht is, kan de verwarmder recht tegen het te verwarmen object worden geplaatst, zonder dat de hele machinebescherming beschadigt wordt.
Hoe we ze maken
Het snel opwarmen van objecten zet veel druk op de materialen. De meeste dunne metalen buigen of vervormen onder zulke druk, maar koolstofvezel blijft stevig. Afhankelijk van de situatie wikken we ze meestal in isolerende mantels of kwartsomhulsels – dit hangt af van of de warmte rechtstreeks op het object moet worden overgedragen of alleen erheen moet worden uitgezonden.
Een tip: als je deze elementen aansluit op een PLC-systeem, controleer dan goed je Solid State Relays (SSR’s). De weerstand van koolstofvezel verandert naarmate het warmer wordt. Je moet ervoor zorgen dat je relais deze plotselinge stroomtoename aankan.
De nadelen (want niets is perfect)
Er zijn ook nadelen. De hoge snelheid zorgt er namelijk voor dat deze elementen wat gevoelig zijn voor schokken in de spanning. Als je de spanning per ongeluk met 5% of 10% verhoogt, kunnen de vezels zelfs breken. Het is dus belangrijk om een precieze spanningregeling te hebben, zodat de elementen niet te vroeg beschadigen.
Ik raad ook aan om een thermocouple met snelle reactietijd te gebruiken. Als de PID-regeling te traag is, zal de verwarmder de gewenste temperatuur al voordat de sensoren dit merken bereiken. Dat verkort de levensduur van de verwarmder.