Secado y curado
Fuentes de diodo directo de área homogénea para secado y curado industrial
Muchos procesos industriales de secado y curado se realizan en hornos de convección: el aire caliente transmite el calor a la pieza desde fuera, lo que obliga a calentar grandes volúmenes de aire y estructura, alarga los tiempos de proceso y exige líneas muy largas. La radiación de un láser de diodo, en cambio, se absorbe directamente en el recubrimiento o en la pieza, y la energía llega solo donde hace falta. El proceso se acelera, la línea se acorta y el consumo energético se reduce. Para ello la irradiancia debe ser homogénea en toda la anchura de la banda o de la pieza.
Secado de electrodos de baterías
En la fabricación de celdas de ion litio, la pasta del electrodo se aplica sobre una lámina metálica y se seca en hornos de convección de gran longitud, una de las etapas con mayor consumo de energía de la producción. El secado con láser de diodo puede reducir hasta un 50 % la energía necesaria y al menos un 60 % el espacio que ocupa la instalación [1]. En un proceso híbrido rollo a rollo, con aire caliente y módulos láser, se ha reducido más de un 60 % el tiempo de secado y a la mitad la longitud del horno, con un 20–30 % menos de costes de operación, a 30 m/min y con un haz de más de 0,5 m de anchura, en ánodos de grafito y de silicio-grafito y en cátodos de LFP [2].
En nuestro laboratorio hemos secado ánodos de grafito con pasta en base agua:
| Parámetro | Resultado (Monocrom, laboratorio) |
|---|---|
| Longitud de onda | 940 nm |
| Irradiancia (CW) | 2 W/cm² |
| Tiempo de secado | 40 s |
| Pasta | Grafito con un 55 % en peso de agua destilada |
| Espesor de capa | 190 µm húmeda → 86 µm seca |
| Disolvente evaporado | ~82 % |
Curado de recubrimientos
Las fuentes láser en el infrarrojo cercano (800–1000 nm) pueden sustituir a los hornos en el curado de recubrimientos termoendurecibles, con tiempos de curado significativamente menores que los de las fuentes de calor tradicionales [3]. La energía se deposita en el propio recubrimiento, sin necesidad de calentar toda la pieza ni el aire que la rodea.
Nuestras fuentes
Diseñamos y fabricamos fuentes de diodo directo de 2,4 kW por módulo que generan áreas cuadradas o líneas de irradiancia perfectamente homogénea, entre 5 y 250 W/cm², del tamaño y a la distancia de trabajo que requiera el proceso, incluso a más de un metro. Los patrones de varios módulos se combinan para cubrir la anchura completa de la banda o de la pieza. Las suministramos con su electrónica de alimentación y control, listas para integrarse en líneas de secado y curado.
Referencias
1. Fraunhofer ILT. Laser technology for energy-efficient production of battery cells coupled with improved performance. Nota de prensa, abril de 2023.
2. Fraunhofer ILT. Laser drying technology takes leap forward. Nota de prensa, 19 de marzo de 2025.
3. Schmitz C, Strehmel B. NIR LEDs and NIR lasers as feasible alternatives to replace oven processes for treatment of thermal-responsive coatings. J Coat Technol Res. 2019;16:1527–1541. doi:10.1007/s11998-019-00197-3
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