Wie sich IR-Öfen optimal regeln lassen

Wie sich IR-Öfen optimal regeln lassen

Die Strahler werden für die Bedienung in Gruppen zusammengefasst, um sie anhand einer spezifischen Temperaturmessung zu regeln. (Quelle: ENGEL)

Die IR-Heiztechnik macht es möglich, thermoplastische Composite-Halbzeuge, wie Organobleche, innerhalb der für die Spritzgießverarbeitung charakteristischen Zykluszeiten aufzuheizen. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der Prozessregelung: Einerseits müssen Aufheizen und Handling rasch ablaufen, andererseits darf das Material nicht überhitzt werden.

Zeitkritisch ist vor allem das Hothandling. Sobald das Halbzeug aus dem IR-Ofen entnommen wird, beginnt es, sich abzukühlen. Beim Anspritzen der Detailgeometrien muss aber noch genug Wärme vorhanden sein, um eine gute Haftung mit dem Thermoplast zu erreichen. ENGEL bietet die im eigenen Haus entwickelten und produzierten IR-Öfen in horizontaler und vertikaler Bauform mit einseitigen oder zweiseitigen Strahlerfeldern an. Bei dünnen Materialien bietet ein vertikaler Ofen, der auf der festen Werkzeugaufspannplatte der Spritzgießmaschine positioniert ist, oft Vorteile. Die räumliche Nähe von IR-Ofen und Werkzeug verkürzt die Verfahrwege.

Höchste Temperaturhomogenität bei geringster Materialbelastung

Die Oberflächentemperatur wird während des gesamten Heizprozesses mit Pyrometern überwacht. Im Standard ist ein beidseitiger IR-Ofen mit sechs Pyrometern ausgestattet. Das Bild zeigt exemplarisch den Temperaturverlauf an einer Messposition. (Quelle: ENGEL)

Um beim Aufheizen eine hohe Effizienz mit einer guten Temperaturhomogenität und Materialschonung zu vereinen, wird die Oberflächentemperatur während des Heizprozesses mit Pyrometern überwacht. Das Bild zeigt den Temperaturverlauf einer Messposition für ein thermoplastisches Composite-Material. Charakteristisch ist der beinahe lineare Verlauf bis zum Erreichen des Kristallitschmelzpunkts. Dann geht die Aufheizrate zurück, denn ein Teil der Energie fließt in das Aufschmelzen der Sphärolithe. Wenn das Matrixmaterial geschmolzen ist, steigt die Aufheizrate mit höherer Dynamik wieder an. Das geschmolzene Polymer hat eine geringere Dichte und Wärmekapazität und antwortet mit einer rascheren Erwärmung. Nahe der Solltemperatur setzt die Regelung für die Durchwärmphase ein und dämpft den Temperaturanstieg.

Unterschiedliche Organobleche in einem Schritt verarbeiten

Das softwareunterstütze Auffinden von geeigneten Regelparametern führt zu konstanten Oberflächentemperaturen während der Durchwärmphase. Äußere Einflüsse werden automatisch ausregelt.
Innovative Konzepte für die Regelung der Heizprozesse erlauben es, unterschiedlich dicke Organobleche in einem Arbeitsschritt zu verarbeiten.

In Systemlösungen von ENGEL ist die Regelung des IR-Ofens in die Steuerung der Spritzgießmaschine integriert. So können die Prozessparameter und Messwerte des IR-Ofens zusammen mit den Produktionsdaten aus dem Spritzgießprozess dokumentiert werden.

Bild oben: Horizontaler beidseitiger IR-Ofen mit 1.100 x 600 mm Nutzfläche. (Quelle: ENGEL)


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