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軽量構造、モデル、金型用複合材料

Heraeus1カバーストーリー

飛行機と自動車は燃料を節約するためにもっと軽くなるべきですが、それらは乗客にとって同じくらい安全でなければなりません。 風力タービンのローターブレードは軽量であるべきですが同時に非常に強いです。 赤外線エミッタから発生する赤外線熱 Heraeus Noblelightによると、繊維強化プラスチック部品の製造における工程時間を短縮することによってこれらの要求を満たすのを助けることができる。



繊維強化プラスチックは最新の複合材料です。 それらは、炭素またはガラス繊維が埋め込まれたポリフェニルスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)またはエポキシ樹脂(EP)などのプラスチックで構成されています。 繊維はコンポーネントを堅く硬くし、プラスチックマトリックスは発生するエネルギーを吸収できます。 高いねじれ力にさらされるステアリングチューブなど、車内の多くの非常にストレスのかかるコンポーネント、または側面衝撃保護のための要素でさえ、これらの複合材料から作られています。 赤外線システムは、これらの材料を迅速かつ均一に加熱し、プロセス時間を短縮するため、このような最新のコンポーネントの製造に使用されます。

Heraeus2コンポジットは、後で使用するかどうかによって異なります。 たとえば、大きな体の部分には短繊維強化熱硬化性樹脂、重荷重の構造コンポーネントには長繊維強化熱可塑性樹脂、風力翼には織物ロービングが使用されます。 アレンは、費用対効果の高い方法で製造する必要があります。 複合材料の製造では、たとえば熱硬化性プラスチックを硬化させるために、さまざまな加熱プロセスが必要です。 熱可塑性プラスチックは、溶接、成形、または再成形するために加熱されます。 繊維の体積含有量と繊維の配向は熱伝導に大きな影響を与えるため、複合材料の均一な加熱は簡単ではありません。

赤外線ヒーターは迅速かつ均一に加熱します

これまで、必要な加熱プロセスは、従来の熱風オーブンで実行されることがよくありました。 対照的に、赤外線加熱技術にはいくつかの利点があります。 赤外線エミッターは数秒以内に非常に短い反応時間を示し、これにより熱を制御可能にし、エネルギーを正しく投与するのに役立ちます。 必要なときにのみ熱源をオンにすると、エネルギーを節約できます。

赤外線システムは、部品全体に大容量の炉を必要とせずにベルト上の大きなワークピースを加熱する比較的コンパクトな熱ユニットです。 赤外線は製品とプロセスに正確に適合させることができ、「レイトレーシング」や「計算流体力学」などの最新の数値手法は、たとえば表面のエネルギー分布を最適化することにより、大きな表面を均一に加熱するのに役立ちます。

複合材料は赤外線熱で溶接します

英国の会社は、ガラス繊維強化ポリプロピレン製の容器を水処理に使用しています。 円筒形の水タンクは2つの半分で構成されており、短波の赤外線によって溶接されます。 ガラス繊維は、使用中の約10 barの内圧に耐えることができる必要があるため、容器が可能な限り堅牢であることを保証します。 しかし、接触熱による従来の溶接が困難な理由でもあります。 プラスチックのガラス繊維は表面の溶融により露出し、高温の接触板を損傷します。

対照的に、赤外線エミッタは非接触でエネルギーを伝達し、材料内でのみ熱を生成します。 そのため、熱源に材料が引っかかることはありません。 6つの短波赤外線ヒーターを備えたモジュールが、事前に組み立てられたシリンダーの半分の端部を加熱すると、モジュールが自動的に延長されます。 加熱された柔らかい端を持つ部品は一緒に押されて溶接されます。

テストでは、この化合物も非常に高い圧力下にあり、接続を破壊することなく最大28バーが作成されることが示されています。 非接触加熱では、熱源を常に洗浄する必要はありません。 赤外線エミッタは熱が必要な場合にのみオンになるため、プロセス全体のエネルギー効率は非常に高くなります。

正確な適応によるエネルギー効率

赤外線加熱技術は、産業用加熱プロセスでのエネルギー使用を最適化するための多くのオプションを提供します。高い熱伝達能力、非接触熱伝達、および高効率を提供します。 最適な波長は、効率的なエネルギー伝達をもたらします。 製品の形状に適応できるため、エネルギーの使用が制限されます。 さらに、応答時間が速いため、ユーザーは時間制限のあるエネルギー入力を受け取ります。 結局のところ、空間、時間、または品質に関して特別な要件がある加熱プロセスを解決する場合、赤外線熱が常に使用されます。

カバー写真:ガラス繊維強化圧力容器を溶接する際の赤外線エミッター


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