Zurück-ButtonAusstellernews Swiss Plastics 2012

WISAG
Effiziente Infrarot-Wärme für neuartige Verbundwerkstoffe

Infrarot-Strahler helfen Prozesszeiten zu verkürzen. Flugzeuge und Auto- mobile sollen leichter werden, um Kraftstoff zu sparen, für die Fahrgäste müssen sie jedoch genauso sicher bleiben. Rotorblätter von Windenergie- anlagen sollen leicht, aber gleichzeitig sehr belastbar sein. Infrarot-Wärme kann helfen, diese Anforderungen zu erfüllen. Faserverstärkte Kunststoffe sind moderne Verbundwerkstoffe; sie bestehen aus Kunststoffen wie Polyphenylsulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK) oder Epoxidharzen (EP), in die Carbon oder Glas-Fasern eingebettet wurden. Die Fasern ma- chen das Bauteil fest und steif, die Kunststoffmatrix kann die auftretende Energie absorbieren. Viele hoch belastete Bauteile im Auto, wie Lenkrohre, die hohen Torsionskräften ausgesetzt sind, oder auch Elemente für den Seitenaufprallschutz werden aus diesen Kompositen hergestellt. Bei der Herstellung solcher modernen Bauteile kommen Infrarot-Systeme zum Einsatz, weil sie diese Materialien schnell und homogen erwärmen und so die Prozesszeiten verkürzen.

Komposite sind verschieden - je nach ihrem späteren Einsatz. Kurzfaserverstärkte Duroplaste für grosse Karosserieteile, langfaserverstärkte Thermoplaste für hoch belastete Strukturbauteile oder gewebte Rovings für Windflügel. Allen gemeinsam ist, dass sie möglichst kosteneffizient hergestellt werden sollen. Bei der Fertigung von Kompositmaterialien werden verschiedene Wärmeprozesse benötigt; unter anderem zum Aushärten der duroplastischen Kunststoffe. Thermoplaste werden erwärmt, um sie zu verschweissen, zu formen oder umzuformen. Faservo- lumengehalt und Faserorientierung haben einen erheblichen Einfluss auf die Wärmeleitung, daher ist die homogene Erwärmung von Kompositmaterialien nicht trivial.

Infrarot-Strahler heizen schnell und homogen
Bisher führt man die erforderlichen Wärmeprozesse häufig mit konventionellen Heissluftöfen durch. Infrarot-Wärmetechnologie bietet dagegen einige Vorteile. Infrarot-Strahler zeigen sehr kurze Reaktionszeiten innerhalb von Sekunden. Das macht Wärme regelbar und hilft, Energie richtig zu dosieren. Wenn die Wärmequel- le nur dann angeschaltet sein muss, wenn sie gebraucht wird, spart man Energie. Infrarot-Systeme sind relativ kompakte Wärmeeinheiten, die grosse Werkteile am Band erwärmen, ohne dass ein grossvolumiger Ofen für das komplette Teil benötigt wird. Infrarot-Strahlung kann genau an Produkt und Prozess angepasst werden, moderne numerische Methoden wie das Ray tracing oder Computational Fluid Dynamics helfen zusätzlich, grosse Flächen homogen zu erwärmen, indem beispielsweise die Energieverteilung auf der Fläche optimiert wird.

WISAG - PM Composite
Erwärmung von Kompositen

Komposite verschweissen mit Infrarot-Wärme

Ein britisches Unternehmen setzt Behälter aus glasfaserverstärktem Polypropylen für die Wasseraufbereitung ein. Die zylindrischen Wassertanks werden aus zwei Hälften gefertigt, die dann durch kurzwellige Infrarot-Strahlung miteinander ver- schweisst werden. Die Glasfasern sorgen dafür, dass die Behälter möglichst robust sind, denn sie sollen im Gebrauch einem Innendruck von etwa 10 bar standhalten können. Sie sind aber auch der Grund dafür, dass herkömmliches Schweissen mit Kontaktwärme schwierig durchzuführen ist. Die Glasfasern im Kunststoff werden durch das Anschmelzen der Oberfläche frei gelegt und beschä- digen die heissen Kontakt-Platten. Infrarot-Strahler übertragen dagegen Energie kontaktfrei und erzeugen die Wärme erst im Material. Es kann also kein Material an der Wärmequelle hängen bleiben. Ein Modul mit sechs kurzwelligen Infrarot- Strahlern erhitzt die Enden der vorgefertigten Zylinderhälften, dann wird das Modul automatisch herausgefahren. Die Teile mit den erwärmten, weichen Enden werden zusammengedrückt und so verschweisst. Tests haben gezeigt, dass diese Verbin- dung auch unter sehr hohem Druck hält. Bis zu 28 bar wurden angelegt, ohne die Verbindung zu zerstören. Durch die kontaktfreie Erwärmung muss die Wärmequel- le nicht ständig gereinigt werden. Der gesamte Prozess ist sehr energieeffizient, denn der Infrarot-Strahler ist nur dann angeschaltet, wenn Wärme benötigt wird.

WISAG - PM Composite FTI
Infrarot-Strahler helfen glasfaserverstärkte Druckbehälter zu verschweissen.

Energieeffizienz durch exakte Anpassung
Die Infrarot-Wärmetechnologie bietet einige Möglichkeiten, bei industriellen Wär- meprozessen den Energieeinsatz zu optimieren:
• hohe Wärmeübertragungskapazität
• kontaktfreie Wärmeübertragung
• hoher Wirkungsgrad
• effiziente Energieübertragung durch die optimale Wellenlänge
• örtlich begrenzter Energieeinsatz durch Anpassung an die Form der Produkte
• zeitlich begrenzter Energieeinsatz durch schnelle Reaktionszeiten

Infrarot-Wärme wird immer dann eingesetzt, wenn Wärmeprozesse mit be- sonderen Vorgaben an Platz, Zeit oder Qualität gelöst werden sollen.


Wärme genau dort, wo sie gebraucht wird - der Einsatz von Wärme in der Kunststoff-Industrie

Wärme genau da, wo sie gebraucht wird und nur so lange wie nötig! WISAG präsentiert an der SwissPlastics 2012 in Luzern) verschiedene Wärmequel- len für Anwendungen in der Kunststoff-Industrie
.

Wisag-IR_Welding_Robotunits

Werkstücke aus Kunststoff benötigen in vielen Verarbeitungsschritten Wärme. Aber nicht immer ist es nötig, dazu das gesamte Teil aufzuheizen. Die gezielte Er- wärmung von Nieten, Rändern oder Ecken stellt eine echte Herausforderung dar, ebenso wie die gleichmässige Erwärmung der Oberflächen, von dünnen Fäden, Seilen oder Kabeln. Ein Beispiel für eine solche Prozesslösung sind kreisförmig innerhalb eines Rohrofens eingebaute Infrarot-Strahler, die die Wärme direkt auf durchlaufende Materialien richten. Durch diese Anordnung werden effiziente Wär- meprozesse bei Endlosmaterialien im Durchlaufverfahren möglich. In solchen Rohröfen werden Seile aus Kunststoff durch Wärme fixiert, Drähte mit Kunststoff ummantelt oder Schläuche auf elektrische Schraubverbindungen als Isolationshülle aufgeschrumpft. Rohre aus Polyurethan können so nach dem Extrudieren in kurzer Zeit erfolgreich durch Infrarot-Wärme getempert werden, im Gegensatz zu den vorher eingesetzten aufwändigen chemischen Verfahren oder einer langwierigen Warmluftbehandlung.

In einer anderen Anwendung helfen Infrarot-Strahler in einer Spezialanlage Tafeln aus HDPE (high density Polyethylen) zu einer Box zu verschweissen. Aus spritzgegossenen Kunststofftafeln entstehen so komplexe Transportbehälter - schnell und in einem automatisierten Prozess. Diese Tafeln sind bereits mit allen Befestigungslaschen, Löchern und Schlitzen versehen, die später benötigt werden, um das Endprodukt zu formen, eine neue, leichte Transportbox, die in Supermärk- ten und Krankenhäusern eingesetzt werden. Eine grosse Herausforderung bei diesem Prozess sind die Laschen und Löcher, die alle unterschiedlich sind in Dicke, Geometrie und Färbung. Der Einsatz konventioneller Schweissmethoden mit heissen Kontaktplatten war ausgeschlossen, denn diese würden die Oberfläche aus HDPE versengen. Versuche zeigten jedoch, dass durch kurzwellige Infrarot- Strahler eine gute Verschweissung erreicht werden konnte. Die Verbindung war sogar stärker als das Ausgangsmaterial und vor allem gab es keine Verbren- nungsschäden am Material. Dies erreichte man mit IR-Wärme, passend zur Geometrie, Dicke und Farbe des jeweiligen Kunststoffteiles. Die Zykluszeiten betragen wenige Sekunden. Bei kontaktfreier Infrarotwärme bleibt kein heisser Kunststoff an der Wärmequelle hängen. Dadurch können Kunststoffteile mit Infrarot- Wärmesystemen ohne Geruchsbelästigung im Sekundentakt und jederzeit repro- duzierbar verschweisst werden. Zeitraubende Reinigungsprozeduren entfallen.

Im Vergleich zu konventionellen Methoden werden viele Produktionsschritte durch die Infrarot-Strahlung wesentlich vereinfacht, es wird Platz gespart oder aber die Produktionsgeschwindigkeit kann wesentlich erhöht werden. Infrarot-Strahlung erwärmt kontaktfrei, zielgerichtet und mit hohem Wirkungsgrad und durch die kon- zentrierte Energieübertragung kann die Wärmeeinheit kompakt und platzsparend in den Fertigungsablauf eingepasst werden. Infrarot-Strahler sind Wärmequellen, die exakt und ohne Direktkontakt an das Produkt und den Verarbeitungsschritt an- gepasst werden können. Lange, gerade Strahler erwärmen grosse Oberflächen genauso wie gebogene, kreisförmige oder kleine Strahler z.B. schmale Ränder oder sehr kleine Flächen. Geschickt angeordnete Strahler und flexible Bauformen ermöglichen Wärmeprozesse auch an komplex geformten Werkstücken. Durch die Möglichkeit, Infrarot-Strahler sekundenschnell an- oder auszuschalten, werden Energie und Kosten gespart. Infrarot-Wärmetechnologie ist damit in vielen Berei- chen konventionellen Methoden wie Heissluft- oder Kontakterwärmung überlegen. Wärme- und Trocknungsprozesse lassen sich so nahtlos, auch noch nachträglich, in die Fertigung integrieren.

WISAG zeigt aber auch alternative Wärmequellen aus dem Bereichen Kontakt- wärme oder Warmluft. Hierbei sind beheizte Platten, Schläuche oder Formlinge, Umluft- oder Temperöfen nur einige der unzähligen Möglichkeiten.



Besuchen Sie uns auf der Swiss Plastics. Wir freuen uns auf Ihren Besuch  an unserem Stand (Halle 2, Stand D 2099).

Wsag Logo02WISAG
Oerlikonerstrasse 88
CH-8057 Zürich
Postfach 6962
CH-8050 Zürich

Tel. 044 / 317 57 57
Fax 044 / 317 57 77

info@wisag.ch
www.wisag.ch

 

 

Swiss Plastics Spezial
Das Messe-Spezial für die Swiss Plastics - präsentiert von Kunststoff-Schweiz und Kunststoff-Deutschland

Kunststoff-Deutschland

Save the date!
24.01. - 26.01.2017
Messelink >>>

 

Swiss Plastics 2017

 Ausstellenews / Startseite  

 Suchen                                  

 Ausstellerliste 2017             

 Videothek 2017                  

 

 Messeinformationen

 Öffnungszeiten und Tickets

 Messethemen                      

 Messe-Präsentation          

 Anreise                                 

 Hotelzimmer reservieren    

 Tipps für Aussteller              

 Tipps für Besucher              

 Impressum / Kontakt           

 

Swiss Plastics 2014

 Ausstellernews 2014          

 Videothek 2014                 

 

Swiss Plastics 2012

 Ausstellernews 2012          

 Videothek 2012                   

 

Swiss Plastics 2010

 Ausstellernews 2010           

 

Swiss Plastics 2017

 Page d'acceuil                     

 Recherche                            

 Liste des exposants 2017

 Vidéothèque 2017

 

 Informations   

 Informations pratiques       

 Thèmes de l'exposition       

 Reservation d'hotel             

 Mentions légales / Contact 

 

Swiss Plastics 2014

 Nouvelles 2014                   

 Vidéothèque 2014             

 

Swiss Plastics 2012

 Nouvelles 2012                  

 Vidéothèque 2012             

 

Swiss Plastics 2010

 Nouvelles 2010                   

 

 

Kunststoff-Schweiz

Kunststoff-Deutschland

Fakuma Spezial

K Messe Spezial