使用高温计制造高质量零件 - 温度控制精确
塑料零件在许多不同行业中都非常重要。 新的制造技术和材料组合一直在开发中，特别是对于要求严格的应用领域，如汽车工程。 连续纤维增强热塑性塑料非常坚固，同时又非常轻，是此类创新的典型例子。
汽车工程是为连续纤维增强热塑性塑料提供多种可能应用的领域。 由这种材料制成的部件具有很高的机械性能，并且可以具有复杂的几何形状，但仍然很轻。 注塑技术为制造商提供了很大的空间，可以设计出他们所需形状的工件，并使用他们想要的材料制成。 甚至可以将金属部件合并到此类组件中。 同时，该技术可以缩短循环时间，这对于制造大系列来说非常重要。
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新制造技术需要精确的温度监控
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克劳斯玛菲利用 FiberForm 工艺开发了一种新技术，可以以高品质标准生产此类零件。 连续纤维增强热塑性半成品（称为有机片材）用作此处的基础材料。 这些大幅面半成品可以由嵌入热塑性基质（例如聚酰胺或聚丙烯）中的玻璃、碳、芳纶或复合纤维层制成。
有机片材首先被加热，然后热成型为所需的形状，然后进行背面注塑。 FiberForm 工艺的第一步，即加热半成品，非常重要； 如果整个过程要成功，有机片材整个表面的温度必须尽可能均匀。 这些板材在含有红外线辐射器的特殊烤箱中加热。 这里有两个重要的条件：有机片材应尽快加热，并且温度应在其整个表面上分布非常均匀。
在克劳斯玛菲的红外线加热系统中，半成品被加热到适当的温度。 红外温度计位于凹槽后面（白色箭头）。
新型测控技术
克劳斯玛菲为此工艺开发了红外加热技术，可保证有机片材的均匀、快速加热。 在标准版本中，加热系统中集成了多达 72 个红外辐射器，具体取决于其尺寸。 “用于操作各个红外辐射器的温度控制器给开发人员带来了巨大的挑战，”产品管理主管 Mesut Cetin 博士解释道，他帮助将创新的新型轻量级产品变为现实。
传统的市售温度控制器根本无法胜任这项任务。 “标准温度控制器仅与一个红外高温计配合使用来确定温度并控制加热站，”主要参与新产品开发的开发工程师 Christian Herrmann 补充道。 “使用这种方法，我们无法快速加热半成品并在其整个表面上实现均匀的温度分布。” 控制器的动作时间和标准设计不适合当前的任务，也不满足市场要求。 更重要的是，标准控制器无法充分考虑整个系统在多个循环中被加热的后果。
结果还用红外摄像机进行了检查。
来自专业制造商的坚固耐用的高温计
Optris 的 CT LT22 高温计最终胜出。 赫尔曼解释了这一决定：
“在我们的应用中使用这些高温计有很多好处。
它们非常紧凑，甚至能够承受高温环境
红外辐射器后面的温度，
就是我们安装它们的地方。”
高温计由两部分组成。 紧凑型传感器头直径仅为 14 mm，可在高达 180 °C 的环境温度下工作，无需冷却。 然后是远程电子系统，在其中设置参数，可以将其安装在距离传感器本身相当远的地方。
在此特定应用中，电子系统安装在红外加热系统外部。 传感器头可以配备可选的空气净化环，以防止光学器件被灰尘或喷雾污染。 “除了紧凑的设计之外，这一额外功能对我们来说也非常重要，因为塑料行业中总是会出现粉尘负载，”Herrmann 指出。
智能控制技术
用于控制新加热系统温度的软件包括一个外部闭环系统和多个内部闭环系统。 首先，每个加热区分配一个高温计。 然后，外部闭环系统监控整体温度，同时也考虑到各个区域如何相互影响。 工业PC提供温度控制硬件。 高温计通过 4 至 20 mA 电流输出连接，该电流输出作为标准配置包含在 Optris 高温计中。
克劳斯玛菲开发的红外加热技术可以在硬件和软件层面集成到生产设施中。 从机械角度来看，它通过标准化的 Euromap 18 接口连接到注塑机，因此克劳斯玛菲红外加热技术甚至可以改装到已安装的注塑机中。 用于控制红外加热系统温度的硬件和软件解决方案还必须与注塑机控制器无缝通信，这就是加热技术完全集成到克劳斯玛菲MC6注塑机控制器中的原因。
工厂的用户界面。
可靠的系列化生产
红外加热技术不仅可以真正均匀地加热有机片材，而且加热速度非常快。 对于批量生产来说，这是一个重要问题，同时烤箱必须可靠运行。
这对控制技术和机械都有影响。 在最坏的情况下，一个高温计出现故障可能会导致生产完全停止。 因此，可靠的元件是绝对不可缺少的。
“自从我们一直使用 Optris 高温计以来
– 我们早在 2010 年就开始了 –
我们没有发生过任何设备故障”
Cetin 博士很好地总结了他的公司在 Optris 温度测量技术方面的积极经验。
优势一览
- 红外测温仪设计紧凑； 可用于多种应用
- 由于电子器件和传感头彼此分离，因此可在高环境温度下部署
- 空气吹扫环可在恶劣环境下使用
- 故障安全传感器确保均匀的表面温度
- 非接触式传感器可轻松集成到过程系统中
作者
Mesut Cetin 博士，克劳斯玛菲
产品管理主管
Christian Herrmann, KraussMaffei
开发工程师轻量化结构
Dipl.-Ing. Torsten Czech, Optris
产品管理主管
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