تقليل انبعاثات الكربون في مصانع التصنيع: لماذا نتجه إلى استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء
لنكن صادقين: عملية تصنيع أشباه الموصلات تمثل تحديًا كبيرًا من حيث إدارة الحرارة. فهناك حاجة إلى دقة مطلقة، لكن تحقيق ذلك يتطلب استهلاك كميات هائلة من الطاقة. لفترة طويلة، كنا نقبل باستخدام أفران التسخين التقليدية، لكنها بطيئة وغير فعالة، بالإضافة إلى أنها تستهلك الكثير من الطاقة.
لهذا السبب، بدأنا في استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء في الغرف النظيفة. الأمر لا يتعلق فقط بتقليل الوقت المستغرق في العملية، بل أيضًا بوقف استهلاك الطاقة الزائدة، مما يساعد في تقليل الآثار البيئية السلبية للمصنع.
كيف تعمل هذه المصابيح؟
فكر في نظام التبريد بالهواء المضغوط؛ فهو يحتاج إلى تسخين كل الهواء الموجود في الغرفة لتسخين القطعة المراد معالجتها. هذا أمر غير فعال.
أما مصابيح الأشعة تحت الحمراء، فهي تستخدم موجات كهرومغناطيسية لتسخين القطعة المراد معالجتها مباشرة. لا يتم تسخين الهواء، بل يتم تسخين المادة نفسها. وهذا يعني أنه يمكن الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة بشكل أسرع، كما أنه لا يتم استهلاك الكثير من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة الغرفة أثناء توقف الآلة عن العمل.
التفاصيل المتعلقة بالمعدات
اعتمادًا على القطعة التي نعمل عليها، نستخدم عادةً مصابيح ذات موجات قصيرة أو متوسطة. الهدف هو الحصول على كثافة طاقة عالية، أي استخدام كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة، مما يساعد في تقليل حجم جهاز التسخين نفسه.
لكن يجب الانتباه إلى مصدر الطاقة المستخدم؛ فهذه المصابيح تستهلك كمية كبيرة من التيار الكهربائي. إذا كانت كمية الطاقة المستخدمة 2 كيلوواط أو أكثر لكل مصباح، يجب التأكد من أن الأسلاك والمفاتيح الكهربائية قادرة على تحمل هذا العبء. لا أحد يريد أن يواجه مشاكل في منتصف العملية. كما يجب عدم استخدام المصابيح بنسبة 100% طوال الوقت، بل يجب استخدام أجهزة تحكم دقيقة لضبط كمية الطاقة المستخدمة، وإلا فإن الفتيلات ستتلف بسرعة.
تحويل المصنع إلى مصنع “أخضر”
عند استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء، يمكن لنظام التكييف أن يعمل بشكل أفضل. وبما أنه لا يتم إهدار الطاقة في الغرفة النظيفة، فإن أجهزة التبريد لا تحتاج إلى بذل جهد كبير للحفاظ على درجة الحرارة المناسبة. إنها حل مثالي.
يمكن وضع هذه المصابيح مكان أجهزة التسخين التقليدية، وسوف تلاحظ أن استهلاك الطاقة لكل قطعة يقل.
المشكلة الوحيدة هي تحديد الموقع الصحيح للمصابيح؛ فإذا لم تكن القطعة موضوعة في المكان المناسب تحت المصباح، فسوف تظهر مناطق ساخنة. لكن يمكن حل هذه المشكلة باستخدام مرايا مخصصة، والتي تساعد في توزيع الحرارة بشكل متساوٍ في جميع أنحاء الغرفة.