All'avanguardia rispetto allo stato dell'arte: riscaldamenti a lamina radiante trasparente del partner tecnologico KUNDISCH
Bünde/Villingen-Schwenningen, 04 ottobre 2023 – Quasi invisibile eppure così efficiente: i riscaldamenti trasparenti sono veri e propri 'problem solver' nei settori più disparati. L'industria automobilistica è considerata un pioniere in questo campo, tra l'altro con fari e specchietti riscaldati. Utilizzati nelle automobili, i riscaldamenti trasparenti consentono ai sensori di automazione dei veicoli di fornire una mappatura 3D accurata in presenza di ogni condizione atmosferica. Nel frattempo, il campo di applicazione dei riscaldamenti trasparenti si è ampliato notevolmente. Il produttore di tastiere a membrana e sistemi tattili KUNDISCH GmbH & Co. KG di Villingen-Schwenningen utilizza una speciale tecnologia nella sua produzione di lamine radianti.
Rigide condizioni climatiche all'aperto e sbalzi di temperatura nei terrari: le telecamere ottiche, insieme ad altri tipi di sensori, devono tenere testa alle condizioni presenti nei rispettivi campi di applicazione.Affinché queste telecamere rimangano attive, il loto campo visivo deve essere sempre libero da formazione di condensa e di ghiaccio.Le avverse condizioni climatiche o le oscillazioni di temperatura possono diventare un vero problema compromettendo così il corretto funzionamento dei dispositivi.La soluzione: i riscaldamenti trasparenti.Essi proteggono il campo visivo e i sensori da agenti influenti esterni e questo sempre mantenendo la massima trasparenza.
Smart heating: per KUNDISCH un importante tema per il futuro
Il produttore di tastiere a membrana e sistemi tattili KUNDISCH sviluppa da molti anni soluzioni per l'elettronica trasparente. Un'area dell'elettronica trasparente in cui KUNDISCH sta rilevando un trend al rialzo nella domanda è il cosiddetto 'smart heating', o riscaldamento intelligente, mediante l'utilizzo di lamine radianti trasparenti. Come afferma Sebastian Gepp, Development manager Printed Electronics di KUNDISCH, ciò non sorprende più di tanto poiché i riscaldamenti a lamina radiante basati sull'elettronica trasparente offrono numerosi vantaggi. Il più grande vantaggio di un riscaldamento a lamina radiante trasparente rispetto ai tipi di riscaldamenti tradizionali, sta nella rapidità del riscaldo. “Una lamina radiante, ad esempio, è in grado di raggiungere una temperatura di 60 gradi centigradi riscaldando il vetro di una finestra nell'arco di pochi secondi. I sistemi di riscaldamento tradizionali funzionano, invece, con una ventola e una resistenza metallica le quali riscaldano principalmente l'ambiente. Ciò richiede molto più tempo e comporta un elevato dispendio in termini di consumo di energia.”
La tecnologia metal mesh
Nella produzione di riscaldamenti a lamina trasparente, la sfida consiste nell'utilizzare un materiale che abbia conduttività e trasparenza sufficienti. A questo merito KUNDISCH impiega la tecnologia 'metal mesh' in grado di soddisfare esattamente questi requisiti. Con questa tecnologia vengono prodotte omogenee pellicole conduttive trasparenti quali strati stampati utilizzabili come riscaldamenti per superfici trasparenti. A questo scopo, KUNDISCH integra nella lamina, mediante stampa, due strisce d'argento. Queste conducono la corrente attraverso la lamina. Tra le due strisce d'argento stampate si trova un rivestimento trasparente che è costituito da una miscela di rame e carbonio, è altamente conduttivo e ad elevata trasparenza. “Per meglio capire come sia questa struttura, possiamo immaginarci dei sottilissimi fili di rame collocati sulla lamina visibili a occhio nudo solo per l'osservatore più esperto.” spiega Sebastian Gepp.
» È proprio questo il punto forte di questa nuova tecnologia: il materiale sottilissimo e appena visibile, consente di ottenere resistenze significativamente inferiori rispetto ad altri tipi di tecnologie. Di conseguenza, l'utente ottiene lo stesso potere riscaldante ma con meno corrente.«
–Sebastian Gepp, responsabile dello sviluppo dell'elettronica stampata presso KUNDISCH
Un altro vantaggio di questa tecnologia è dato dalla possibilità di strutturare il materiale secondo i desideri del cliente mediante apposite tecniche di stampa. Questo perché non è sempre possibile utilizzare una superficie rivestita di forma rettangolare per ottenere, ad esempio, un potere riscaldante desiderato in presenza di specifici parametri elettrici. Grazie alla tecnologia impiegata, KUNDISCH è in grado di adattare i prodotti rispettando esattamente i requisiti imposti dall'applicazione.
La lamina radiante elettrica trasparente è normalmente realizzata mediante la tecnologia “a sandwich” e incorporando un materiale conduttivo tra strati di vetro o di plastica trasparente, solitamente in policarbonato o in acrilico.
Il vantaggio di questo metodo diviene evidente soprattutto quando si devono produrre lamine radianti trasparenti per grandi superfici, come ad esempio nel caso dei parabrezza. L'attuale stato della tecnica nella produzione di parabrezza riscaldati prevede l'incorporazione di fili metallici eseguita da parte di robot. Un robot esegue la posa di un sottilissimo conduttore elettrico mantenendo una distanza di un centimetro tra le diverse piste e deve percorrere, quindi, l'intero tracciato per farlo. Un metodo che richiede molto più tempo rispetto alla tecnologia metal mesh utilizzata da KUNDISCH, spiega Sebastian Gepp. La tecnologia adottata da KUNDISCH consente di stampare un metro quadrato di lamina radiante in modo omogeneo e in pochi secondi, mentre un robot necessita di diversi minuti per la posa del conduttore elettrico. “Ciò significa che la produttività che siamo in grado di ottenere con questo sistema è di gran lunga superiore a quella che l'attuale stato dell'arte consente.”
I riscaldamenti trasparenti esistono già da tempo e in diverse varianti tecniche. Tuttavia, il materiale utilizzato da KUNDISCH e che rende possibile questo processo innovativo, è disponibile sul mercato solo da alcuni anni. “Per molti anni abbiamo dovuto affrontare difficoltà di approvvigionamento, e questo ha reso necessario, in passato, l'utilizzo di tecnologie alternative, quali i conduttori elettrici o i rivestimenti ITO, per realizzare progetti di smart heating”, spiega Sebastian Gepp.
Un problem solver in molti settori
La principale forza trainante di questa tecnologia è l'industria automobilistica. Le lamine radianti, infatti, sono trasparenti non solo all'occhio, ma anche ai sistemi laser e radar. Le lamine radianti trasparenti supportano la funzionalità dei dispositivi distanziometrici su automezzi anche se il veicolo è ricoperto di ghiaccio. Le lamine riscaldanti trasparenti trovano impiego, in particolare modo, in quei campi ad elevato grado di automazione, quali, ad esempio, robot per operazioni di scarico e carico di autocarri, carrelli elevatori a guida autonoma o veicoli agricoli.
Sono utilizzate, inoltre, anche nel settore medicale, ad esempio nelle incubatrici per neonati, oppure possono essere incorporate in vari tipologie di display come quelli dei lettori di e-paper. Le lamine riscaldanti trasparenti si presentano, insomma, come veri e propri 'problem solver' anche per altri settori, afferma Sebastian Gepp e fornisce uno specifico esempio di impiego "estremo": “Tra i nostri clienti ci sono produttori di mezzi illuminanti i cui prodotti sono utilizzati, tra l'altro, anche in Antartide. Poiché oggigiorno è vietato l'utilizzo di lampadine a incandescenza che, con il calore irradiato, impediscono la formazione di ghiaccio, in queste condizioni un mezzo illuminante può ghiacciare e la lampadina non offrirà più sufficiente luce.” Le lamine radianti trasparenti ovviano a questo inconveniente.
