카본 파이버 가열 요소에 대해 이야기해 보겠습니다.
왜 일부 산업용 히터들은 따뜻해지는 데 오랜 시간이 걸리는지 궁금한 적이 있나요? 그건 보통 구식 금속 코일을 사용하기 때문입니다. 하지만 우리는 카본 파이버를 사용하여 이 문제를 해결합니다.
이러한 가열 요소들은 주변 공기를 가열하는 대신, 적외선을 직접 가공물 속으로 방출합니다. 그래서 매우 빠르게 가열됩니다. 카본 파이버의 열질량이 매우 낮기 때문에, 무거운 금속 부품이 따뜻해지기를 기다리는 데 시간과 에너지를 낭비할 필요가 없습니다.
적절한 전력 조절
이러한 가열 요소를 설계할 때는, 센티미터당 얼마나 많은 와트의 전력이 필요한지 고려합니다. 또한 섬유의 밀도와 전압도 조절하여 적절한 열 flux를 얻도록 합니다. 보통 110V에서 400V 사이의 전압을 사용합니다.
높은 전압은 긴 가열 요소에 유용합니다. 왜냐하면 전력이 끝부분에서 점차 줄어드는 것을 막을 수 있기 때문입니다. 하지만 주의해야 할 점은, 전력 공급 장치의 출력이 가열 요소의 필요한 전력에 맞아야 한다는 것입니다. 너무 많은 전류를 얇은 필라멘트에 공급하면, 그 부분이 파괴될 수 있습니다. 이는 좋지 않은 결과입니다.
제작 및 주의사항
섬유가 산화되는 것을 막기 위해, 섬유를 석영관이나 세라믹 매트릭스 안에 넣습니다. 또한 특수한 엔드캡 실링도 사용됩니다. 왜냐하면 습기가 섬유 안으로 들어가면 모든 것이 망가지기 때문입니다.
기계의 공간에 따라 여러 가지 연결 방식을 제공할 수 있습니다. 다만, 연결부가 단단히 고정되어 있는지 반드시 확인해야 합니다. 제대로 고정되지 않으면 과열이 발생할 수 있으며, 그 부분이 가장 먼저 손상됩니다.
실제 사용 시 주의사항
자동차 도장 공정이나 PET 병 제조 공정에서 이러한 가열 요소들을 많이 사용합니다. 이러한 가열 요소들은 거의 즉시 작동 온도에 도달하기 때문에 PID 제어에 매우 적합합니다. 온도를 매우 정밀하게 조절할 수 있습니다.
하지만 단점도 있습니다. 석영은 깨지기 쉽습니다. 만약 작업장이 진동이 심한 곳이거나, 사람들이 계속해서 무언가를 부딪히는 경우라면, 그러한 관들을 보호해야 합니다. 관이 깨지면 산소가 필라멘트에 닿아 가열 요소가 즉시 파괴됩니다. 그러니 약간의 추가적인 보호 조치가 필요합니다.