Die richtige Temperatur bei der Herstellung von Biosensoren erzielen
Wenn man Biosensoren herstellt, kennt man das Problem: Der Temperaturbereich, in dem die Sensoren funktionieren können, ist sehr eng. Jeder Fehler führt dazu, dass die gesamte Charge unbrauchbar wird.
Wenn man einen modernen, vernetzten Fertigungsbetrieb einrichtet, kann man es sich nicht leisten, Zeit zu verlieren. Herkömmliche Konvektionsöfen sind einfach zu langsam – sie erhitzen zunächst die Luft, und erst danach wird dasMaterial erhitzt. Das ist ein langsamer Prozess.
Deshalb verwenden wir kurzwelliges Infrarotlicht. Dadurch entfällt der Zwischenschritt – die Energie gelangt direkt in das Material. So wird die Wärme genau dort bereitgestellt, wo sie benötigt wird – und zwar sofort.
Die Realität der schnellen Erwärmung
Das Ziel ist einfach: Schneller arbeiten, ohne etwas kaputtzumachen.
Infrarotlampen erreichen ihre Betriebstemperatur fast sofort. Doch hier liegt das Problem: Die Wärme muss gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt werden. Wenn eine Stelle wärmer ist als die anderen, entstehen verdrehte Materialien oder beschädigte Chemikalien. Wir investieren viel Zeit darin, die Leistung und Spannung so einzustellen, dass die Wärmedichte genau den Anforderungen des jeweiligen Materials entspricht.
Hochleistungsgeräte liefern zwar die nötige Energie für das Aushärten oder Sintern des Materials – doch sie haben auch Nachteile: Sie werden sehr heiß. Wenn die Kühllüfter und Kühlkörper nicht ausreichen, zerstören sie die Lampen viel schneller, als es eigentlich nötig wäre. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsspiel.
Das System „intelligent“ machen
Heutzutage sprechen wir viel über Daten – doch in einem Fertigungsbetrieb sind Daten nur dann nützlich, wenn sie dazu beitragen, Fehler zu vermeiden.
Um ein Infrarotsystem wirklich intelligent zu machen, kombinieren wir die Lampen mit Pyrometer sowie geschlossenen PID-Steuerungen. Dadurch muss man nicht mehr raten – man hat eine genaue Aufzeichnung der Temperaturentwicklung für jede Charge.
Außerdem gestalten wir diese Systeme so, dass sie problemlos ersetzt werden können. Ich habe schon zu oft gesehen, wie Techniker stundenlang damit beschäftigt waren, einen Schrank umzubauen, nur um eine defekte Lampe auszutauschen. Wir verwenden standardisierte Anschlüsse, sodass man ein Teil austauschen und sofort wieder weiterarbeiten kann. In einer 24/7-Betriebsweise sind diese Minuten entscheidend.
Zusätzlich kann man nun genau erkennen, wie sich die Wärme in der Fertigungszone verteilt. Wenn ein Bereich kühler wird, erkennt das System das sofort und erhöht die Leistung in Echtzeit.
Man muss nicht mehr hoffen, dass alles gut geht – man weiß einfach, dass es funktioniert hat.