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Metall-Hammer-Schmieden Infrarot-Wärmemessung

Verbesserung des Gesenkschmiedeverfahrens mit Infrarot-Temperaturüberwachung

Vorteile der Infrarot-Temperaturmessung in der industriellen Metallbearbeitung

Herausforderung

Beim Gesenkschmieden ist eine präzise Temperaturkontrolle von Werkstück und Werkzeugen entscheidend. Ungenaue Messwerte durch Oxidschichten, Abkühlung während des Schmiedens und raue Umgebungsbedingungen erschweren eine effektive manuelle Temperaturüberwachung und führen zu Defekten, Werkzeugschäden und Ineffizienzen in der Produktion.

Lösung

Infrarot-Pyrometer und SWIR-Wärmebildkameras ermöglichen eine kontinuierliche, berührungslose Echtzeit-Temperaturüberwachung während des gesamten Schmiedeprozesses. Sie liefern präzise Messwerte trotz Oberflächenoxidation, Rauch und Staub, sodass Bediener optimale Temperaturen aufrechterhalten und Prozessparameter dynamisch anpassen können, um Defekte und Stillstände zu vermeiden.

Vorteile

  • Verbessert die Produktqualität durch konstante Schmiedetemperaturen
  • Reduziert Ausschuss und Nacharbeit durch weniger temperaturbedingte Fehler
  • Minimiert Werkzeugverschleiss und ungeplante Stillstände durch Überhitzungsschutz
  • Steigert Prozesseffizienz durch Echtzeit-Feedback und Temperaturregelung
  • Gewährleistet zuverlässige Messungen selbst in staubigen, heißen und vibrationsintensiven Umgebungen

Temperaturkontrolle ist entscheidend für effizientes Gesenkschmieden mit Fallhämmern

Beim Gesenkschmieden mit Fallhämmern werden Metallrohlinge auf extrem hohe Temperaturen erhitzt, bevor sie mit gewaltigen hydraulischen oder Gegenschlaghämmern in Form gebracht werden. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von Komponenten wie Eisenbahnachsen, Traktorwellen und Antriebswellen verwendet. Eine präzise Temperaturkontrolle ist dabei sowohl für das Werkstück als auch für die Schmiedewerkzeuge von entscheidender Bedeutung. Zunächst wird das Metall im Ofen auf die gewünschte Temperatur erhitzt, um es formbar zu machen, ohne dass Risse entstehen. Auch der Hammer, der das Werkstück formt, muss vorgeheizt werden, um die Integrität des Werkstücks zu erhalten und unerwünschte Materialreaktionen zu vermeiden.

Falsche Temperaturen – ob zu hoch oder zu niedrig – können die Qualität des Endprodukts erheblich beeinträchtigen. Ist die Temperatur zu niedrig, lässt sich das Werkstück möglicherweise nicht korrekt formen, was ein erneutes Erhitzen erforderlich macht und Zeit sowie Ressourcen verschwendet. Wird der Schmiedeprozess hingegen bei falscher Temperatur fortgesetzt, kann das Werkzeug beschädigt werden, was zu Stillständen und kostspieligen Reparaturen führt. Außerdem bildet sich beim Abkühlen des Werkstücks während des Schmiedens eine Oxidschicht auf der Oberfläche, die die präzise Temperaturmessung erschwert. Diese Oxidschichten verdecken die tatsächliche Oberflächentemperatur und führen oft zu fehlerhaften Messwerten, die nicht der Kerntemperatur des Werkstücks entsprechen.

Handgeführte Temperaturmessgeräte sind in der rauen Umgebung einer Schmiedeanlage, die von extremer Hitze, Staub, Rauch und umherfliegenden Partikeln geprägt ist, kaum einsetzbar. Eine genaue und zuverlässige Temperaturmessung ist jedoch entscheidend, um Effizienz und Qualität aufrechtzuerhalten. Die Infrarot-Temperaturmessung bietet hier eine Lösung, indem sie kontinuierliche, Echtzeitdaten ohne direkten Kontakt liefert und so sicherstellt, dass der Schmiedeprozess stets optimiert bleibt.

Verbesserung des Gesenkschmiedeverfahrens mit Infrarot-Temperaturüberwachung
Optimierung des Gesenkschmiedens mit Infrarot-Pyrometern und Wärmebildkameras

Optimierung des Gesenkschmiedens mit Infrarot-Pyrometern und Wärmebildkameras

Eine Kombination aus Infrarot-Pyrometern und Wärmebildkameras kann eingesetzt werden, um die Herausforderungen der Temperaturkontrolle beim Gesenkschmieden zu meistern. Jedes Gerät bietet spezifische Vorteile für unterschiedliche Prozessbereiche. Kurzwellige Infrarotkameras (SWIR) wie die Xi 1M und PI 1M sind für diesen Prozess besonders geeignet, da sie dank ihres Messbereichs von 0,85–1,1 µm die Oberflächentemperaturen heißer Metalle präzise erfassen können. Dies ist entscheidend, da die Emissivität von Metallen bei langen Wellenlängen stark variiert, was bei langwelligen Infrarotkameras (LWIR) zu ungenauen Messungen führen kann.

Die Xi 1M Infrarotkamera eignet sich ideal zur kontinuierlichen Überwachung der Oberflächentemperatur des Werkstücks. Mit einem breiten Messbereich von 450 °C bis 1800 °C und einem hochdynamischen CMOS-Detektor mit 396 x 300 Pixeln liefert diese Kamera präzise Temperaturwerte und erkennt Hotspots in Echtzeit. Ihre autonome Arbeitsweise und ihr direkter Analogausgang machen sie zu einem flexiblen Werkzeug für die Integration in industrielle Steuerungssysteme und gewährleisten, dass die Werkstücktemperatur während des gesamten Schmiedeprozesses im optimalen Bereich bleibt. Eine weitere wichtige Lösung ist die PI 1M Kamera, die durch ihr ultrakompaktes Design und ihren hochauflösenden CMOS-Detektor überzeugt und bis zu 764 x 480 Pixel bei 32 Hz liefert. Mit einer Bildfrequenz von bis zu 1 kHz und einem Echtzeit-Analogausgang ist die PI 1M ideal für schnelle Prozesse und ermöglicht die präzise Überwachung schnell wechselnder Metalloberflächentemperaturen.

Für punktuelle Messungen ist das CTratio 1M Pyrometer unverzichtbar. Dieses robuste faseroptische Zweifarben-Pyrometer misst Temperaturen von 450 °C bis 3000 °C mit einer hohen optischen Auflösung von bis zu 100:1 und eignet sich perfekt zur Überwachung der Hammerwerkzeugtemperatur. Der Zweikanalmodus des CTratio 1M gewährleistet genaue Messungen selbst in rauen Umgebungen mit Rauch oder Staub. Das CSvision Pyrometer ist eine fortschrittliche Option für berührungslose Temperaturmessungen mit motorisiertem Fokus und Videosucher zur präzisen Ausrichtung. Mit einem breiten Temperaturbereich von 550 °C bis 3000 °C ist dieses Pyrometer ideal für anspruchsvollste Schmiedebedingungen und liefert Echtzeitdaten, die den Prozess gezielt optimieren. Das CT LT Pyrometer wird in Anwendungen mit niedrigeren Temperaturen eingesetzt, misst von -50 °C bis 975 °C und kann sowohl Hammer als auch Abkühlphasen des Prozesses überwachen.

Diese Geräte lassen sich nahtlos in den Schmiedeprozess integrieren, wobei Echtzeitdaten an die Steuerungssysteme übertragen werden. Dadurch können Bediener Prozessparameter flexibel anpassen, um Effizienz und Qualität sicherzustellen. Ebenso entscheidend ist die Robustheit der Geräte, da sie in Umgebungen mit Staub, hohen Temperaturen und mechanischen Vibrationen zuverlässig arbeiten. Wassergekühlte Gehäuse und Luftspülsysteme schützen die Optiken und sichern den kontinuierlichen Betrieb.

Infrarotlösungen verbessern Produktqualität und reduzieren Materialausschuss

Die Integration von Optris Infrarot-Pyrometern und SWIR-Wärmebildkameras in den Gesenkschmiedeprozess führt zu deutlichen Verbesserungen der Produktqualität und der Betriebseffizienz. Durch den Einsatz von Geräten wie der Xi 1M und PI 1M SWIR-Kameras erhalten Metallverarbeiter die Möglichkeit, die gesamte Werkstückoberfläche hochpräzise zu überwachen und Temperaturabweichungen frühzeitig zu erkennen. Dies reduziert den Materialausschuss, da weniger Werkstücke aufgrund temperaturbedingter Fehler verworfen oder nachbearbeitet werden müssen. Darüber hinaus ermöglichen die hohen Bildraten und Echtzeitdaten der Kameras sofortige Prozessanpassungen, was die Produktion weiter optimiert.

Das CTratio 1M Pyrometer trägt wesentlich zur Werkzeugintegrität bei, da es die Temperatur des Hammers präzise überwacht und verhindert, dass das Werkzeug überhitzt – was Schäden und teure Stillstände vermeidet. Dieses Pyrometer liefert auch unter schwierigen Bedingungen mit Staub und Rauch zuverlässige Messungen. Ebenso bietet das CSvision Pyrometer präzise Temperaturdaten unter extremen Bedingungen und ist damit ein unverzichtbares Werkzeug für Bediener, die den Schmiedeprozess optimal steuern möchten. Das CT LT Pyrometer ergänzt das System durch die Überwachung niedrigerer Temperaturbereiche, insbesondere während der Abkühlphase des Werkstücks, um eine korrekte Härtung sicherzustellen.

Zu den Alleinstellungsmerkmalen der Optris Lösungen – wie dem CTratio 1M und der PI 1M – zählt ihre Fähigkeit, selbst in den anspruchsvollsten Industrieumgebungen präzise Echtzeitdaten zu liefern. Diese Geräte sind so konstruiert, dass sie hohen Temperaturen, Vibrationen und Staub standhalten und über lange Zeiträume zuverlässig arbeiten. Ihre flexible Integration in bestehende Steuerungssysteme sowie Funktionen wie autonome Betriebsweise und Fernüberwachung machen sie besonders attraktiv für Hersteller in der Stahl- und Metallverarbeitung. Das Ergebnis ist ein effizienterer, kostengünstigerer Schmiedeprozess, der qualitativ hochwertige Metallkomponenten mit weniger Unterbrechungen und geringerem Energieverbrauch liefert. Durch den Einsatz dieser Infrarotlösungen profitieren Schmiedebetriebe von einer verbesserten Prozesskontrolle, geringeren Wartungskosten und einer höheren Produktionssicherheit.

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