Cómo lograr una temperatura adecuada en la fabricación de biosensores
Si se trata de fabricar biosensores, ya se sabe cómo es: el rango de temperaturas es muy estrecho. Un error puede hacer que todo el lote sea inutilizable.
Cuando se construye una planta de fabricación moderna y conectada, no se puede permitir perder tiempo. Los hornos convencionales son demasiado lentos. Primero calientan el aire, y luego ese aire calienta el material. Es un proceso lento.
Por eso optamos por el uso de luz infrarroja de onda corta. De esta manera, la energía llega directamente al sustrato, lo que significa que se obtiene el calor donde realmente se necesita, de inmediato.
La realidad del calentamiento rápido
El objetivo aquí es simple: calentar más rápido, sin dañar los materiales. Las lámparas de infrarrojos se encienden casi de inmediato. Pero aquí está el problema: es necesario que el calor se distribuya uniformemente por toda la pieza. Si algún punto está más caliente que los demás, los materiales se deformarán o las sustancias químicas se dañarán. Pasamos mucho tiempo ajustando la potencia y el voltaje para que la densidad de calor sea la adecuada para los materiales utilizados.
Las lámparas de alta potencia proporcionan la energía necesaria para el proceso de curado o sinterización. Pero tienen un inconveniente: se calientan mucho. Si los ventiladores de enfriamiento y los disipadores de calor no son lo suficientemente eficaces, las lámparas se deteriorarán mucho más rápido de lo esperado. Es preciso encontrar un equilibrio.
Hacer que el sistema sea “inteligente”
Hoy en día hablamos mucho de datos, pero en una planta de fabricación, los datos solo son útiles si realmente ayudan a evitar errores.
Para que un sistema de infrarrojos sea realmente inteligente, combinamos las lámparas con pirómetros y controladores PID de bucle cerrado. Así, no hay que adivinar. Se dispone de registros digitales sobre la historia térmica de cada lote procesado.
También diseñamos estos sistemas de forma que puedan ser reemplazados fácilmente. He visto a muchos equipos de mantenimiento pasar horas reconectando cables solo para reemplazar una lámpara dañada. Utilizamos conectores estandarizados para que sea posible reemplazar una pieza y volver a trabajar en cuestión de minutos. En una operación continua, esos minutos son cruciales.
Además, ahora se puede saber exactamente cómo se distribuye el calor en la zona de fabricación. Si alguna área comienza a enfriarse, el sistema lo detecta y aumenta la potencia en tiempo real.
Ya no hay necesidad de confiar en la suerte; se sabe con certeza que el proceso funcionó bien.