Het behouden van een schone omgeving: waarom we hoogzuiver kwarts gebruiken voor de verwarming in productieomgevingen
Wanneer je werkt in een klasse-100 schone ruimte, gaat het bij het verwarmen niet alleen om het opwarmen van de apparaten. Het is ook een constante strijd tegen stofdeeltjes.
Standaard verwarmings-elementen zijn een nachtmerrie in zulke omgevingen. Ze geven stukjes van zichzelf af en lossen vluchtige organische verbindingen (VOC’s) op. Dit kan er toe leiden dat een lading wafels binnen seconden beschadigd raakt. Om dit te voorkomen, plaatsen we onze infraroodlampen achter schilden gemaakt van hoogzuiver kwarts.
Dit is belangrijk omdat het merendeel van glas bevattingen bevat als boor of natrium. Bij hoge temperaturen beginnen deze onzuiverheden zich te bewegen. Dat is niet goed als je wilt dat de wafels schoon blijven. We gebruiken samengevoegd silica, omdat dit materiaal zeer zuiver is; er komt dus niets naar buiten. Bovendien kan dit materiaal goed omgaan met thermische schokken. Je kunt de lampen met hoge vermogens gebruiken zonder bang te hoeven zijn dat het schild kapotgaat onder de druk.
Maar het materiaal is nog maar de helft van het verhaal. De echte sleutel ligt in de afwerking. We polijsten het kwarts tot het spiegelglad is. Waarom? Omdat microscopisch kleine oneffenheden fungeren als magneten voor stofdeeltjes. Een gladde oppervlakte betekent dat de deeltjes nergens naartoe kunnen gaan. Zodra de lampen zijn aangesloten, fungeert het schild als een barrière. Het houdt de hitte tegen en voorkomt dat de gloeidraden stofdeeltjes in de lucht verspreiden.
Er is echter één nadeel: hoogzuiver kwarts laat kortegolflengte-infrarood goed door, maar het fungeert geen goede isolator. Er ontstaat dan veel hitte op de plek waar je die wilt hebben, maar het behuizing zal ook heet worden. Je moet dus goed nadenken over de koeling. Of je nu ventilatoren of waterkoeling gebruikt, je hebt een plan nodig om die reflecteerde hitte te beheersen. Als de luchtcirculatie te zwak is, kunnen de uiteinden van de lampen beschadigd raken.
We ontwerpen deze lampen zodat ze gemakkelijk kunnen worden vervangen. Want in een productielijn met hoge precisie kan één klein stofdeeltje al het verschil maken tussen een succesvolle productie en een complete mislukking.