Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования

Термическое формование — процесс высокотемпературной обработки полимерных листов с целью придания им конкретных параметров и толщины в специальном формообразующем инструменте. Существует большое количество термоформовочного оборудования отличающегося по возможной масштабности производства и сложности процессов управления.

Компания «ТЭН24» производит все типы нагревателей для обработки любых полимеров и их композитов.

Рассмотрим процессы термической формовки для лучшего понимания выбора электрических нагревателей под конкретные типы оборудования.

Термоформовка и типы установок для нее

Термоформование обладает массой технических преимуществ сравнительно с иными типами обработки полимеров. Для данного типа переработки пластика необходимо создать относительно невысокое давление, и с его помощью можно без проблем изготавливать различные полые изделия, не затрачивая лишних ресурсов. Этот способ является относительно щадящим по количеству нагрузки на формообразующий инструмент сравнительно с методикой литья под давлением. Поэтому формы для термоформовки можно изготавливать из недорогого сырья. За счет этого и время на выполнение формы будет минимальным.

 

Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования ТЭН 24


Термоформовку из-за невысокой стоимости часто используют для производства прототипов и единичных пробных деталей. Термическое формование принято использовать для изготовления упаковок, посуды и различных полых изделий. Для полимерной продукции с большими габаритами больше подойдут такие методики, как пневматическое формование и формовка вакуумом.   

По стандарту термоформовка представляет собой нагрев полимера в виде пленки, листа или профиля до температуры размягчения. После этого горячий гибкий материал прижимают к форменному контуру. Методов зажима существует три:

  • Пневматический предполагает перепад давления за счет воздействия вакуумной среды между полимером и полостью формы. Давление также может использоваться для плотного прижатия мягкого пластика к форме.

  • Механический метод за счет специальных средств типа заглушки.

  • Смешанный способ, состоящий из механического и пневматического воздействия.

Процесс формовки

На картинке ниже данного текста представлен процесс формовки вакуумом. Это самый упрощенный метод из всех имеющихся. В данном оборудовании заготовка термопласта набирает температуры в печке с помощью инфракрасных нагревателей. Когда лист достигнет эластичного состояния, его переместят в форму. На данном этапе в действие включится вакуум, и в пространстве между полимером и формой весь воздух будет удален. Полимерная заготовка плотно будет прижата к поверхности формы, и в таком положении она продержится, пока полностью не остынет и затвердеет.

Процесс формовки ТЭН 24


Далее сформованное изделие изымут из формы и удалят все излишние элементы. Толщина изделия при таком методе формования может колебаться, как и при формовании методом раздува.

Сравнительно с иными методами формовки полимеров термоформовка является самым простым и дешевым, но и уровень ее производительности также невысок. Дополнительная наладка оборудования и финансирование расширяют возможности термической формовки. К примеру. Применение двух станций увеличит производительность в два раза. В данном случае пока один лист заготовки будет прогреваться, другой уже прогретый можно отправлять на загрузку для формования.

Термоформовочное оборудование

На картинке ниже можно увидеть обычный термоформовщик для изготовления тонкостенных изделий. Рулон размещают на стойке для валков. Стойка работает с пассивным прерыванием и может оснащаться регулятором скорости вращений. Это необходимо для предотвращения неконтролируемой размотки. В оснастку может еще входит сигнализатор, оповещающий о том, что рулон закончился. Таким образом, материал можно будет быстро заменить.


Термоформовочное оборудование ТЭН 24


Полимер поступает в машину, где сцепляется со штифтами, расположенными на параллельно расположенных отрезках цепей непрерывного цикла. Зажимные цепы продвигают разогретую заготовку по оборудованию.

Штифтовые цепи изолированы от воздействия нагревателей и располагаются за формой. Штифты при необходимости можно смазывать.

В современном оборудовании предусмотрен механизм для изменения расстояния между листами и нагревательными элементами. При каждой остановке цепей печная установка в автоматическом режиме раскрывается или если она горизонтальной конструкции открывается в соответствующем положении. Для оборудования различной конфигурации используются свои виды нагревательных элементов и термопара. Изолированные ИК нагреватели и измерители температуры в основном устанавливаются через верхнюю и нижнюю поверхности стенок печной установки.

Виды нагревателей для термоформования

В термоформовочном оборудовании теплоотдача может происходить от трех режимов. Тепло полученное поверхностью листа проникает в его глубину, форма прогревается от листа. В случае тонких заготовок прогрев может совершаться благодаря прямому контакту полимера с прогретой пластиной перед этапом создания вакуумной среды.

Толстые заготовки нагревают в большой печной установке с принудительным нагнетанием воздуха. Инфракрасный нагрев является самым распространенным и эффективным методом разогрева полимерных материалов практически любой толщины.

Инфракрасные нагревательные элементы

В первых термоформовочных машинах использовались трубчатые нагреватели. ТЭНы представляют собой металлическую трубку внутри, которой размещен резистивный элемент изолированный периклазом. Но, технологии не стоят на месте и в последние годы все чаще используются панели с вмонтированными ИК нагревателями для разогрева полимерных листов.

Компания «ТЭН24» занимается производством ИК излучателей и полностью готовых ИК панелей, которые эффективно и равномерно подают тепло на обрабатываемый материал. Применение ИК излучателей от «ТЭН24» увеличит производительность вашего оборудования и повысит качество изготавливаемой продукции. В случае применения небольших машин с небольшим объемом производства используются ИК нагревательные элементы. А для промышленных линий оборудования предназначаются ИК панели.

В термоформовке могут применяться разные типы инфракрасных нагревателей:

Панели ИК нагревателей — это излучатели, вмонтированные в отражательную пластину из нержавеющего металла. Все перечисленные виды нагревательных элементов могут быть собраны в единую панель для обеспечения термической отдачи при большей мощности.

Подробный анализ каждого типа ИК нагревателей для термоформовки

Керамические нагреватели

Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования - керамические ик излучатели ТЭН 24


Керамические нагреватели — плитки с залитым внутри резистивным элементом, обладающие высоким уровнем огнеупорности. Поверхность нагревательного элемента стойкая к химическим воздействиям и имеет непористую глазурованную структуру.  Из-за того, что данный тип нагревателя имеет небольшой размер, зачастую из нескольких единиц собирают панель. При этом для контроля температуры в один из нагревающих элементов встраивают термопару.

Керамика обладает некоторыми слабыми сторонами. За счет тепловая масса у нее высокая, то нагрев происходит очень долго. Выход на рабочую температуру занимает около 15 минут. Время отклика на настройку также относительно долгое. Но, перечисленные недостатки компенсируются малыми затратами на электричество и точностью рабочей температуры.

У керамических ИК нагревателей при выработке температуры 300-750°С лучи ик вырабатываются в длинноволновом диапазоне. Большинство полимеров отлично поглощают именно этот диапазон лучей.

«ТЭН24» производит керамические ИК нагреватели для формовочных столов в трех типах:

Кварцевые элементы нагрева

Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования кварцевые ик излучатели ТЭН 24


Кварцевые нагревательные трубки представляют собой оболочку из кварцевого стекла, в которой заключена нихромовая спираль. Кварцевое стекло полностью прозрачно и при раскалывании спирали в процессе нагрева принимает красное свечение.

Диапазон излучения кварцевых элементов нагрева сравним с диапазоном керамических нагревателей, но имеет некие отличия. От кварцевых трубок генерируется волна длиной от 1,5 до 8 мкм. За счет небольшого веса кварцевые трубки обладают быстрым откликом и отлично выдерживают частые включения и отключения, поэтому их рекомендовано использовать в цикличном и часто прерываемом производственном процессе. Недостаток, кварцевых трубок — высокая хрупкость стекла. Их также нельзя применять в средах с агрессивными химическими соединениями. «ТЭН24» изготавливает кварцевые греющие трубки с выработкой ик волн средней длины.

У нас вы можете приобрести кварцевые панели, представляющие собой металлическую коробку с заключенными внутри нагревательными кварцевыми трубками. В панель могут входить, как цельные длинные трубки кварца, так и трубки стандартизированного размера. К стандартным панелям относятся устройства серии QP. Они всегда есть на складе и их конструкция неизменна. При необходимости изготовления нестандартных панелей следует оформить индивидуальный заказ на сборку.

Галогеновые лампы

Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования - галогенные лампы ТЭН 24


В основном нагрева полимерных заготовок при термоформовке происходит за счет средневолновых или длинноволновых излучений инфракрасного потока. В первом случае это кварцевые нагреватели, а во втором керамические. Но, разработанныелампы «ТЭН24» галогенового типа также могут использоваться при термоформовке, и как показывает практика, значительно улучшают процесс термической обработки.

Галогеновые лампы могут вырабатывать ик лучи и в коротковолновом и в средневолновом диапазоне. Греющим элементом выступает вольфрамовая нить. Температурная подача — 2200°С. Ик лучи с такой температурой подаются в коротком диапазоне волны — 1,2 микрона. Недостатком вольфрама является его испарение и осаждение на внутренней оболочке лампы. По этой причине полость лампы заполняют галогеном, композиция при этом восстанавливается. При испарении вольфрама происходит его соединение с галогеном и образуется галогенид вольфрама, и осаждение греющего элемента на стекле исключается. Вольфрамовый галогенид вновь соединяется с нитью, галоген при этом высвобождается и происходит повторное осаждение вольфрама на нити.

Этот процесс является непрерывным и известен как галогенный цикл.

Лампы с галогеновым наполнителем будут более эффективными при использовании с заданной установленной мощностью. На определенном расстоянии они отлично воздействуют на полимерный лист сравнительно с лампами кварцевого и керамического типа.

Галогеновые лампы выходят на заданную температуру все за несколько секунд после включения. Они также обладают отличным температурным градиентом по всей толщине полимера. Данная особенность характерна устройствам с коротковолновым излучением.

Галогеновые ИК лампы моментально реагируют на настройки способом снижения яркости. Они легко адаптируются к различным формам и цветам. Процесс настройки высокоточный, т.к. эти лампы обладают 100% регулировкой яркости.

Но, как и у любого типа нагревателя у галогеновых ламп есть свои слабые стороны. Они потребляют больше электричества. Быстрый выход на рабочий режим требует больше энергии сравнительно с медленным равномерным прогревом, как у керамических элементов нагрева

Для обеспечения приятного белого свечения и отфильтровки интенсивного белого света галогеновые лампы закрывают рубиновым рукавом либо золотым дихроичным покрытием. Для того, чтобы направить тепловой поток от лампы к необходимому объекту используются специальные частичные отражатели в виде слоя золотого или белого покрытия на одной из сторон трубки. Подробней ознакомиться с типами галогеновых ламп можно на торговых страницах сайта «ТЭН24».

Карбоновые элементы нагрева

Нагревательные элементы для термоформовочного оборудования - карбоновые нагреватели ТЭН 24


Карбоновые нагреватели обладают высокой эффективностью при нагреве полимеров и быстрым сбросом температуры. В данном случае их можно сравнить с галогеновыми нагревателями. Время отклика у карбоновых ламп такое же быстрое. У таких устройств нагрева спираль состоит из углеродного волокна. В производстве использованы современные нано технологии.

Основную часть излучений поглощают полимеры, жидкости и растворители. Нагрев от таких устройств целенаправленный и практически не воздействует на окружающую среду, а поглощается только объектом нагревания.

«ТЭН24» предлагает ИК карбоновые нагреватели по индивидуальному заказу. Вы можете также подобрать нужный тип карбонового нагревателя стандартной сборки на нашем сайте.

Подобрать максимально подходящий тип нагревателя под свое оборудование задача довольно непростая. На выбор влияет много факторов, таких как плотность полимерной заготовки, время, затрачиваемое на полный цикл производства, тип выбранного полимера, его цвет и множество других критериев. Наши специалисты на основе предоставленной вами информации могут проконсультировать и подсказать, какой именно нагреватель подойдет вам лучше других.

Комплектующие для ИК электронагревателей

Отражатели

Кварцевые трубки и галогеновые лампы должны оснащаться отражателями для максимальной направленности лучевого потока на заготовку полимера. В качестве отражателей применяется нержавеющая сталь с отражением.

Термопары

Используя термопару можно решить несколько задач.

  • Сэкономить электричество. При термическом формовании затраты электроэнергии экономически важны. Современные печные установки оснащаются боковыми перегородками или занавесами для минимизации сквозняков. Потребление электроэнергии можно оптимизировать оснащением нагревательных элементов быстросъемными электрическими разъединителями и термопарами.

  • Создать равномерный нагрев. Для наилучших результатов вакуумной формовки независимо от типа полимерного материала важно. Чтобы нагрев осуществлялся равномерно в глубину и по всей поверхности листа. В данном случае важно создать зоны контроля подачи тепла с помощью регуляторов. Регулировать температуру греющей панели очень удобно считав информацию о ее показателях с помощью термопары.

У компании «ТЭН24» вы можете заказать дополнительную оснастку нагревателей, и панелей термопарами типа К и J. Помимо этого вы можете приобрести термопару как отдельную товарную единицу.

Керамические клеммные колодки

Для соединения нагревательных элементов в единую конструкцию обычно применяют специальные стеатитовые клеммные коробки, которые могут быть открытыми или закрытыми. Такие клеммы отличные выдерживают высокую температурную нагрузку и надежно служат, как соединители термостойких проводов.





Возврат к списку


.

Задать вопрос

Логотип ТЭН 24
Для того, чтобы купить нагреватели или задать вопрос специалисту заполните форму или просто позвоните по телефонам