À 300 degrés Celsius, un plateau chauffant transfère une grande partie de son énergie non pas par contact direct, mais par rayonnement infrarouge invisible et lumineux. L’efficacité de ce transfert de chaleur radiatif est régie par une seule propriété de surface : son émissivité. Une surface en acier nue et oxydée et une surface recouverte de PTFE-apparaissent toutes deux très différentes à l'œil nu, mais à une onde infrarouge, elles sont étonnamment similaires. La différence cruciale entre eux ne réside pas dans la manière dont ils diffusent la chaleur, mais dans ce qui se passe lorsqu'une pièce les touche.
Transfert de chaleur radiative et émissivité de surface
Les performances d’un plateau chauffant en matière de transfert de chaleur radiative sont largement déterminées par son émissivité superficielle. L'acier oxydé, avec sa surface sombre et mate, a une émissivité très élevée, généralement comprise entre 0,8 et 0,9. Cela en fait un excellent radiateur, envoyant efficacement l’énergie thermique dans l’environnement. Étonnamment, un revêtement PTFE-malgré son aspect blanc ou translucide-présente également une émissivité tout aussi élevée, souvent autour de 0,9 dans le spectre infrarouge.
Pour l’œil infrarouge, le plastique blanc et l’acier noir ont la même couleur chaude et éclatante. D'un point de vue purement radiatif, les deux surfaces fonctionnent presque de la même manière à 300 degrés, ce qui signifie que l'efficacité thermique du plateau n'est pas compromise par une couche de PTFE.
Différences d'interaction mécanique et de surface
Alors que l'émissivité régit le transfert de chaleur radiatif, la mécanique des surfaces régit le dégagement des pièces et la fiabilité du processus. La couche d'oxyde microscopiquement rugueuse sur l'acier peut s'emboîter avec les pièces polymères chaudes, entraînant un collage, des rayures ou une déchirure lors du retrait. Le PTFE, avec son énergie de surface ultra-faible et son revêtement lisse et chimiquement inerte, fournit une interface antiadhésive parfaite-. Cela permet de retirer les pièces proprement, sans rayures, déformations ou adhérences résiduelles.
La combinaison d'une émissivité élevée et de performances de démoulage rend les plateaux recouverts de PTFE-particulièrement avantageux dans les processus où l'intégrité des pièces est critique.
Mesurer l'émissivité
L'émissivité d'une surface est un nombre sans dimension compris entre 0 et 1 et peut être mesurée avec un émissomètre dédié. Les surfaces en acier oxydé et en PTFE à 300 degrés enregistreront une valeur proche de 0,9, confirmant leurs performances radiatives similaires. Pour les ingénieurs de procédés, le choix entre ces matériaux dépend donc moins du transfert de chaleur que de l'interaction mécanique et chimique avec la pièce à usiner.
Conclusion
À haute température, l'acier oxydé et un revêtement PTFE sont des radiateurs thermiques tout aussi efficaces. Le revêtement PTFE offre cependant le super pouvoir supplémentaire essentiel d'un démoulage sans effort des pièces. En combinant l'efficacité thermique avec des performances antiadhésives-, un plateau recouvert de PTFE-garantit que la chaleur est délivrée uniformément et que les pièces sont retirées proprement, protégeant ainsi à la fois le produit et l'équipement de traitement.
La meilleure surface de platine est celle qui évacue la chaleur et laisse passer la pièce.
