A 300 grados centígrados, una placa calefactora transfiere una gran parte de su energía no por contacto directo, sino a través de una radiación infrarroja brillante e invisible. La eficiencia de esta transferencia de calor radiativo se rige por una única propiedad de la superficie: su emisividad. Una superficie de acero desnuda y oxidada y una recubierta de PTFE-parecen muy diferentes a la vista, pero ante una onda infrarroja son sorprendentemente similares. La diferencia fundamental entre ellos no es qué tan bien emiten calor, sino qué sucede cuando una parte los toca.
Transferencia de calor radiativo y emisividad superficial
El rendimiento de una placa calefactora en la transferencia de calor por radiación está determinado en gran medida por su emisividad superficial. El acero oxidado, con su superficie oscura y mate, tiene una emisividad muy alta, normalmente en el rango de 0,8 a 0,9. Esto lo convierte en un excelente radiador, que envía eficientemente energía térmica al entorno. Sorprendentemente, un revestimiento de PTFE-a pesar de su apariencia blanca o translúcida-también exhibe una emisividad igualmente alta, a menudo alrededor de 0,9 en el espectro infrarrojo.
Para el ojo infrarrojo, el plástico blanco y el acero negro tienen el mismo color cálido y brillante. Desde una perspectiva puramente radiativa, ambas superficies funcionan casi idénticamente a 300 grados, lo que significa que la eficiencia térmica de la placa no se ve comprometida por una capa de PTFE.
Diferencias de interacción mecánica y de superficie
Mientras que la emisividad gobierna la transferencia de calor por radiación, la mecánica de superficies gobierna la liberación de piezas y la confiabilidad del proceso. La capa de óxido microscópicamente rugosa sobre el acero puede entrelazarse con piezas de polímero calientes, lo que provoca que se peguen, se rajen o se rompan durante la extracción. El PTFE, con su energía superficial ultra-baja y su revestimiento suave y químicamente inerte, proporciona una interfaz antiadherente-perfecta. Esto permite que las piezas se retiren limpiamente, sin dañarlas, deformarlas ni adherirlas residuales.
La combinación de alta emisividad y rendimiento de liberación hace que las platinas recubiertas de PTFE- sean particularmente ventajosas en procesos donde la integridad de las piezas es crítica.
Medición de la emisividad
La emisividad de una superficie es un número adimensional entre 0 y 1 y se puede medir con un emisómetro dedicado. Tanto las superficies de acero oxidado como las de PTFE a 300 grados registrarán cerca de 0,9, lo que confirma su rendimiento radiativo similar. Por lo tanto, para los ingenieros de procesos, la elección entre estos materiales tiene menos que ver con la transferencia de calor y más con la interacción mecánica y química con la pieza de trabajo.
Conclusión
A altas temperaturas, el acero oxidado y un revestimiento de PTFE son radiadores térmicos igualmente eficientes. Sin embargo, el revestimiento de PTFE proporciona el superpoder adicional esencial para liberar piezas sin esfuerzo. Al combinar la eficiencia térmica con el rendimiento antiadherente, una placa recubierta de PTFE-garantiza que el calor se entregue de manera uniforme y que las piezas se retiren limpiamente, protegiendo tanto el producto como el equipo de proceso.
La mejor superficie de la platina es aquella que envía el calor y deja ir la pieza.
