+7 (495) 642 53 23
115404, г. Москва, ул. Бирюлевская, д.9
Элементы
Опыт
Решения
Интернет-магазин нагревателей Элемаг

115404, г. Москва, ул. Бирюлевская, д.9
Каталог О компании Доставка и оплата Применение Статьи Контакты РАСПРОДАЖА
О компании Доставка и оплата Прайс-лист Контакты

Нагреватели для термоформования

Нагреватели для термоформования

 

Термическое формование относится к процессу нагрева и формования пластикового листа на форме. Сложность термоформования может варьироваться от ручных операций до высокоавтоматизированных крупномасштабных процессов.

Для нагрева листа пластика при формовании используются различные типы нагревателей, которые производятся компанией Элемаг.

Давайте подробнее рассмотрим сам процесс формования и особенности использования различных видов электронагревателей для термоформовочного оборудования.

 

Почему термоформование? Преимущества и типы термоформования

Термоформование предлагает технологические преимущества по сравнению с конкурентными процессами, такими как выдувное формование и литье под давлением. Требуются относительно низкие давления формования, и изготовление продукции больших размеров может быть экономичным. Поскольку формы подвергаются относительно небольшим нагрузкам, они могут быть изготовлены из недорогих материалов. Таким образом, время изготовления пресс-формы очень короткое, что сводит к минимуму время выполнения заказа. 

Термоформование часто выбирается для изготовления прототипов и демонстрационных деталей из-за низкой стоимости инструментов. Однако по мере увеличения объемов детали такие процессы, как литье под давлением, становятся более экономически выгодными. Термоформование применяется в первую очередь при производстве упаковки для пищевой, парфюмерной, фармацевтической, химической, нефтяной промышленности, одноразовой посуды, а также ряда полых полимерных изделий различного технического назначения. Многие типы полимерных изделий, например, крупногабаритные и тонкостенные сложные конфигурации, можно производить только пневматическим или вакуумным формованием.

Нагреватели для термоформования

Процесс термоформования обычно состоит из нагрева листа, пленки или профиля термопласта до точки размягчения, а затем прижатия горячего гибкого материала к контурам формы тремя способами:

  • пневматические средства - перепады давления воздуха создаются путем создания вакуума между пластиком и формой, или давление сжатого воздуха используется для прижатия материала к форме
  • механические средства - заглушка, подобранная форма и др.
  • сочетание пневматических и механических средств

Процесс формования

На рисунке ниже  показан процесс вакуумного формования, который является самым простым из этих способов. В этой установке термопластический лист или пленка нагревается в печи инфракрасными нагревателями. Как только лист становится достаточно эластичным, он перемещается в форму, где создается вакуум для удаления воздуха между листом и поверхностями полости формы. Лист прижимается к поверхности формы до тех пор, пока он не станет достаточно холодным и твердым.

 

Нагреватели для термоформования

 

Затем лист с сформированной частью вынимается из формы и обрезается. Как и в случае формования с раздувом, раздувание листа в глубокую неоднородную полость формы может привести к значительным колебаниям толщины стенки термоформованной детали.

По сравнению с другими способами формования пластиковых изделий, термоформование может быть самым простым процессом с минимальными затратами на инструменты, но также и с самой низкой производительностью. Дополнительные инвестиции могут улучшить экономичность и возможности процессов термоформования. Например, установка с двумя станциями может иметь почти вдвое большую производительность по сравнению с одной станцией термоформования, поскольку один лист можно нагревать, в то время как предварительно нагретый лист можно загружать, формировать, охлаждать и выгружать.

Оборудование для термоформования

Типичный тонкостенный термоформовщик показан на рисунке ниже. Рулон помещается на стойку для валков, которая обычно имеет пассивное прерывание или регулятор скорости вращения, чтобы предотвратить неконтролируемое разматывание. Он также может быть оснащен сигнализацией конца рулона и возможностью быстрого переключения рулона.

Нагреватели для термоформования

Лист подается в машину, где он входит в зацепление со штифтами, которые расположены на отрезках параллельных или почти параллельных цепей с непрерывным циклом. Прижимные цепи перемещают наколотый лист через машину.

Штифтовые цепи обычно защищены от тепла печи и находятся за пределами краев формы в формовочном прессе. Цепи со штифтами можно смазывать, но они часто рассчитаны на работу всухую для медицинских и пищевых продуктов. Штифты удерживаются вертикально направляющими.

В современных печах есть средства для изменения зазора между верхним и нижним листом и нагревателем. Всякий раз, когда движение цепи прерывается, печи быстро и автоматически убираются горизонтально или открываются в виде раскладушки. Быстрые разъединения используются для отдельных или рядных нагревательных элементов, а также для термопар. Изолированные инфракрасные устройства измерения температуры обычно вставляются через верхнюю и нижнюю поверхности стенок печи. Полосы провисания представляют собой либо стержни с покрытием с низким коэффициентом трения, либо непрерывную проволоку, индексируемую вместе с цепями со штифтами. Они расположены параллельно направляющим цепи с пальцами и между ними и минимизируют провисание на очень широком полотне. Поскольку все выстрелы в печи и формовочном прессе являются смежными, каждая порция выходит из печи в формовочный пресс на основании времени воздействия нагревателей, а не температуры листа.

Нагреватели для термоформования

В термоформовке есть три режима теплопередачи. Энергия передается от поверхности листа к его внутренней части, от листа к форме, а для очень тонких листов - за счет прямого контакта листа с нагретой пластиной перед вакуумным формованием.

Очень толстый лист часто нагревают в большой печи с принудительной конвекцией горячим воздухом. Тонкие подогреватели часто представляют собой печи с горячим воздухом. Инфракрасное тепло является наиболее распространенным и обычно наиболее эффективным способом нагрева листов почти любой толщины.

Инфракрасный нагрев

На заре термоформования первичным нагревательным элементом был трубчатый нагреватель ТЭН, представлявший собой греющую проволоку, залитую уплотненным порошкообразным неорганическим оксидом магния и центрированную на оболочке из углеродистой стали. Технологии нагревателей продолжают развиваться. Новые формовочные панели используют инфракрасное тепло для нагрева листов пластика.

 

Компания Элемаг использует инфракрасные излучатели, которые повышают эффективность термоформования и делают его выгодным для вас. Решения Элемаг для термоформования обычно поставляются как инфракрасные панели для производственных линий, производящих товары повседневного спроса. Популярность наших инфракрасных нагревателей растет, поскольку возможна средняя экономия энергии на 40% при одновременном повышении производительности до 20%, а срок окупаемости измеряется месяцами.

 

Для термоформования можно использовать несколько типов инфракрасных излучателей

  1. Керамические инфракрасные излучатели
  2. Кварцевые трубчатые нагреватели
  3. Галогенные лампы (КГТ)
  4. Карбоновые нагреватели

Нагревательные панели для формования, как правило, представляют собой инфракрасные нагревательные элементы, установленные в пластине отражателя из нержавеющей стали. Компания Элемаг изготавливает формовочные панели с каждым из этих типов инфракрасных излучателей. Давайте рассмотрим подробнее каждый из них.

 

Керамические инфракрасные нагреватели

 

Нагреватели для термоформования

 

Керамические обогреватели - это, по сути, огнеупорные керамические плитки со встроенной нихромовой проволокой. Поверхность нагревателя представляет собой химически стойкую непористую глазурь. Поскольку эти нагреватели  небольшие по размеру, они часто сгруппированы в инфракрасные панели, причем один или несколько нагревателей содержат встроенную термопару для контроля температуры.

У керамики есть некоторый недостаток, заключающийся в том, что из-за ее высокой тепловой массы они медленно нагреваются (около 5- 15 минут) и замедляют время отклика при внесении корректировок. Однако этот недостаток компенсируется тем, что они потребляют меньше электроэнергии и более точны в настройке температуры работы.

Керамические инфракрасные нагреватели при нагреве до 300-750 градусов излучают ик тепло в длинноволновом диапазоне между 2 и 10 μм. Многие типы пластиков и других материалов очень хорошо поглощают данный спектр инфракрасного излучения.

Мы предлагаем керамические инфракрасные нагреватели для формовочных столов трех типов:

  • с поверхностью сферического типа ECS, которые рассеивают лучи, получая максимальный охват площади нагрева
  • с поверхностями плоской формы ECP, которые плотно размещаются на панели и создают равномерную зону нагрева
  • с полостью внутри ECH, которые имеют воздушную прослойку внутри керамики, за счет которой возрастает температура нагревателя, соответственно при равной температуре данные нагреватели будут потреблять меньше электроэнергии

 

Кварцевые инфракрасные нагреватели

 

Нагреватели для термоформования

 

Нагреватель с кварцевой трубкой представляет собой металлическую нихромовую ленту или проволоку, которая центрируется в трубке из кварцевого стекла. Кварцевое стекло практически прозрачно для инфракрасного излучения. Когда провод находится под напряжением, он излучает инфракрасную энергию, проходящую через стекло.

В средне- и длинноволновом инфракрасном диапазоне кварцевые инфракрасные излучатели имеют диапазон излучения, который можно сравнить с керамическими излучателями. Кварцевые нагреватели генерируют полезную длину волны от 1,5 до 8 мкм и излучают свечение во время работы. Таким образом, диапазоны применения обоих типов излучателей различны, несмотря на множество совпадений. Благодаря своей меньшей массе кварцевые нагреватели имеют более короткое время реакции и поэтому рекомендуются также для циклических или часто прерываемых рабочих процессов. Однако кварцевые излучатели более чувствительны к механическим воздействиям и не подходят для пыльных или химически агрессивных сред. Кварцевые инфракрасные нагреватели от производителя Элемаг излучают инфракрасное тепло в средневолновом диапазоне.

В компании Элемаг вы можете купить кварцевые инфракрасные панели из трубчатых кварцевых ТЭНов, объединенных в общем металлическом отражателе. Панель может состоять как из целых длинных трубок, так и из нескольких стандартных нагревательных панелей небольшого размера серии QP.

 

Галогенные лампы

 

Нагреватели для термоформования

 

Обычно нагревание формовочного листа осуществляется с помощью средневолновых (кварцевых) или длинноволновых (керамических) излучателей, но инфракрасная галогенная лампа от Элемаг обеспечивает значительное улучшение процесса нагрева. 

Коротковолновые и средневолновые галогенные тепловые лампы состоят из вольфрамовой нити, нагретой пропусканием электрического тока до температуры около 2200 ° C. При этой температуре большая часть излучения находится в коротковолновом инфракрасном диапазоне (1,2 микрона). Однако, как и во всех лампах с вольфрамовой нитью накаливания, вольфрам со временем испаряется и осаждается на стенке лампы. Чтобы предотвратить этот нежелательный эффект, небольшое количество газообразного галогена добавляется в оболочку лампы, и, следовательно, происходит процесс восстановления композиции. По мере испарения вольфрама он соединяется с газообразным галогеном с образованием галогенида вольфрама и, таким образом, предотвращает осаждение вольфрама на стенке лампы. Галогенид вольфрама повторно соединится с нитью, высвобождая галоген и повторно осаждая вольфрам на нити. Этот процесс является непрерывным и известен как галогенный цикл.

 

При заданной установленной мощности инфракрасные галогенные лампы более эффективны, поскольку они создают большую освещенность на заданном расстоянии от пластикового листа по сравнению с кварцевыми и керамическими лампами.

 

Хотя кварцевым и керамическим излучателям требуется несколько минут для достижения своей рабочей мощности, инфракрасным галогенным лампам (коротковолновым излучателям) требуется всего несколько секунд, чтобы получить тот же уровень энергии. Инфракрасные галогенные лампы также обычно дают лучший температурный градиент по толщине пластика. Это происходит из-за коротковолнового излучения, уникальной особенности инфракрасных галогенных ламп, которое, как было показано, более проникающее, чем длинноволновое или даже средневолновое излучение.

Инфракрасные галогенные лампы можно мгновенно настроить на оптимальный уровень нагрева путем простого уменьшения яркости. Адаптация к разным формам и цветам - не проблема. Инфракрасные галогенные лампы имеют 100-процентную регулировку яркости, что позволяет точно настроить процесс

При всех своих преимуществах у галогенной лампы есть и недостатки в сравнении с керамическими нагревателями. Это более высокое потребление электроэнергии, так как для быстрого выхода на заданную мощность энергии потребляется гораздо больше, чем при равномерном медленном нагреве керамических нагревателей.

Для обогрева галогенную лампу закрывают рубиновым рукавом или золотым дихроичным покрытием, чтобы отфильтровать интенсивный белый свет и обеспечить приятное теплое свечение. При необходимости направленного нагрева используются галогенные лампы с частичным отражателем – слоем золотого или белого металлического покрытия с одной стороны трубки. Все типы трубчатых галогенных ламп и нагревательные панели из них вы можете посмотреть в разделе с термоизлучателями Элемаг.

 

Карбоновые инфракрасные нагреватели

 

Нагреватели для термоформования

 

Высокая эффективность нагрева и быстрое охлаждение делают средневолновый инфракрасный карбоновый нагреватель единственным средневолновым обогревателем, обеспечивающим время отклика, сопоставимое с коротковолновыми галогенными лампами.

В карбоновых нагревателях нагревательная спираль изготавливается из углеродного волокна с применением современных нано технологий.

Большая часть средневолнового излучения поглощается водой, растворителями и пластмассами и преобразуется в тепло. Это дает значительные преимущества. При формовании пластмасс эффективная средневолновая технология карбоновых ламп обеспечивает целенаправленный нагрев с меньшим нагревом окружающей среды.

В компании Элемаг вы можете купить карбоновые инфракрасные излучатели, изготовленные под заказ, или выбрать из большого ассортимента различных стандартных карбоновых ламп с различными вариантами обработки кварцевых трубок.

 

Какой тип инфракрасных нагревателей больше подойдет для именно вашей цели вопрос довольно сложный. У каждого типа излучателей есть свои достоинства и недостатки, причем многое будет зависеть и от типа оборудования, и от материала, и от толщины листа и длины производственного цикла. Для получения бесплатной консультации по инфракрасным панелям для термоформования обращайтесь к нам по телефону или по электронной почте.

 

Комплектующие для нагревателей в термоформовочном оборудовании

Отражатели

Кварцевые трубчатые и галогенные нагреватели должны иметь отражатели для перенаправления инфракрасной энергии на лист. Для их изготовления используется зеркальная нержавеющая сталь.

Термопары

Термопары в термоформовочном оборудовании служат для решения нескольких задач

  1. Экономия электроэнергии. Затраты на электроэнергию обычно являются очень важными экономическими соображениями при термоформовании. Современные печи снабжены соответствующими боковыми перегородками или занавесками, чтобы минимизировать сквозняки. Также в оптимизации потребления энергии помогает то, что нагреватели оснащены быстросъемными электрическими разъединителями и термопарами для контроля температурных показаний.
  2. Равномерность нагрева.  Чтобы получить наилучшие результаты вакуумного формования с использованием любого материала, важно, чтобы лист был нагрет равномерно по всей площади поверхности и по всей толщине. Для этого необходимо иметь ряд зон, которые контролируются регуляторами энергии. Регулировка температуры нагревательной панели осуществляется за счет получения данных о текущей температуре нагревательного элемента со встроенной термопарой.

В компании Элемаг  вы можете приобрести термопары типов К и J как встроенные в нагревательные элементы в комплекте с панелями, так и отдельно. Форма и прочие конструкционные особенности термопар может быть выбрана при изготовлении термопары под заказ.

Керамические клеммные колодки

В инфракрасных панелях для соединения нескольких нагревательных элементов обычно используются керамические стеатитовые клеммные колодки открытого или закрытого типа.

Клеммные блоки из огнеупорного керамического материала отлично выдерживают высокие температуры и служат надежным способом соединения термостойких проводов.