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Beispiel für die Infrarot-Temperaturmessung bei Stahlschmieden

Verbesserung des Stahlschmiedens durch kontinuierliche Infrarot-Temperaturüberwachung

Herausforderung

Eine präzise Temperaturkontrolle während der Stahlumformung ist entscheidend, da Überhitzung oder unzureichende Erwärmung zu Materialfehlern, Geräteschäden, längeren Stillstandszeiten und höheren Wartungskosten führen. Herkömmliche, manuelle Messmethoden liefern nur sporadische Werte, die bei schnellen Temperaturschwankungen oder Oxidschichten ungenau sein können – was Qualität und Effizienz gefährdet.

Lösung

Infrarotkameras überwachen die Stahlerwärmung während des Schmiedens kontinuierlich und liefern präzise Echtzeit-Temperaturdaten. Durch strategische Positionierung ermöglichen diese Systeme die sofortige Erkennung und Korrektur von Temperaturabweichungen, gewährleisten gleichmässige Erwärmung, optimale Materialeigenschaften und minimieren die Belastung der Ausrüstung – selbst in Umgebungen mit hoher Hitze, Rauch und Staub.

Vorteile

  • Zuverlässige Temperaturüberwachung gewährleistet gleichbleibende Stahlqualität und reduziert Materialfehler sowie Ausschuss signifikant.
  • Kontinuierliches Echtzeit-Feedback ermöglicht schnelle Reaktionen auf Temperaturabweichungen, wodurch Geräteschäden und Stillstandzeiten minimiert werden.
  • Automatisierte Temperaturüberwachung verringert den manuellen Aufwand und reduziert Arbeitskosten sowie menschliche Messfehler.
  • Die Dokumentation der Temperaturdaten über den gesamten Schmiedeprozess verbessert die Qualitätssicherung und unterstützt die Einhaltung von Normen.
  • Präzise Temperaturgleichmäßigkeit verhindert thermische Spannungen, eliminiert Rissbildungen und steigert die Produktionseffizienz.

Herausforderungen in der Stahlumformung – Temperaturkontrolle als entscheidender Faktor

Die Stahlumformung ist ein komplexer Prozess, bei dem Metall bei hohen Temperaturen verformt wird, um bestimmte Formen und metallurgische Eigenschaften zu erzielen. Ein entscheidender Schritt dabei ist das Formen des erhitzten Stahls in einer Presse – eine gängige Technik beim Schmieden im Warmzustand. Der Prozess beginnt mit dem Erwärmen des Stahlrohlings auf eine präzise Temperatur, typischerweise zwischen 900 °C und 1200 °C. Diese hohe Temperatur verändert die Kristallstruktur des Stahls und macht ihn plastisch verformbar. Die Überwachung der Temperatur des Metalls in Bezug auf seinen Rekristallisationspunkt ist entscheidend, um die gewünschten metallurgischen Eigenschaften sicherzustellen.

Die Einhaltung dieses Temperaturbereichs ist von größter Bedeutung, da selbst geringfügige Abweichungen zu erheblichen Produktfehlern führen können. Wenn der Stahl überhitzt, besteht die Gefahr des Ausbrennens, was die Materialintegrität beeinträchtigt und zu Sprödigkeit führt. Kühlt der Stahl hingegen zu stark ab, wird er schwerer zu schmieden, was das Risiko struktureller Mängel erhöht. Zudem kann eine unzureichende Temperaturkontrolle zu Schäden an der Verarbeitungsausrüstung wie Gesenken, Walzen, Pressen oder Hämmern führen – mit teuren Stillstandszeiten und erhöhten Wartungskosten als Folge.

Um diese Risiken zu minimieren, ist eine präzise und kontinuierliche Temperaturmessung unerlässlich. Herkömmliche Methoden wie Handpyrometer sind oft unzureichend, da sie nur punktuelle Messwerte liefern und kritische Temperaturschwankungen übersehen können. Außerdem kann der manuelle Betrieb den Prozess verlangsamen.

 

Verbesserung des Stahlschmiedens durch kontinuierliche Infrarot-Temperaturüberwachung
Infrarotkameras für die kontinuierliche und robuste Temperaturüberwachung beim Stahlschmieden

Infrarotkameras für kontinuierliche und robuste Temperaturüberwachung in der Stahlumformung

Optris Infrarotkameras, insbesondere das Modell PI 1M, werden in den Stahlumformungsprozess integriert, um eine kontinuierliche und präzise Temperaturüberwachung zu gewährleisten. Die Kamera wird strategisch so positioniert, dass sie einen klaren Blick auf den Schmiedebereich hat und die genaue Temperatur des Stahls während der Verformung erfasst. Die PI 1M verfügt über einen hochdynamischen CMOS-Detektor mit einer Auflösung von bis zu 764 x 480 Pixeln und ermöglicht die Aufnahme detaillierter Wärmebilder mit einer Bildrate von bis zu 1 kHz – ideal zur Überwachung schnell ablaufender Prozesse. Mit nur einer IR-Kamera können mehrere Produktionslinien gleichzeitig überwacht und verschiedene Temperatursignale erfasst und analysiert werden.

In Umgebungen mit schwierigen Bedingungen – etwa in offenen Schmiedebereichen mit hoher Hitze, Rauch und Staub – wird die Kamera in einem schützenden Kühlgehäuse mit Luftspülsystemen betrieben, um ihre Funktionalität sicherzustellen. Der spektrale Bereich der Kamera von 0,85 bis 1,1 µm ist ideal geeignet, um die hohen Temperaturen der Stahlumformung präzise zu messen, ohne dass Reflexionen oder Umwelteinflüsse stören.

Das System ist mit einem PC verbunden, auf dem die Optris PIX Connect Software läuft. Diese ermöglicht es den Bedienern, die Temperaturwerte in Echtzeit auf einem separaten Display zu überwachen. Das Setup liefert und dokumentiert kontinuierliche Daten und stellt sicher, dass Temperaturabweichungen sofort über ein farbcodiertes Warnsystem angezeigt werden, sodass Bediener unmittelbar korrigierend eingreifen können. Die Infrarotkamera bietet zudem eine Hotspot-Erkennungsfunktion, die die Messgenauigkeit verbessert, indem sie sich auf den heißesten Bereich des Stahls konzentriert und so die kritischsten Zonen überwacht. Zusätzlich können in der PIX Connect Software flexible Messfelder definiert werden, um bestimmte Messbereiche gezielt zu überwachen, und der Echtzeit-Analogausgang der Kamera mit einer Reaktionszeit von 1 ms gewährleistet eine schnelle Rückmeldung.

Wie Optris Infrarotkameras die Stahlqualität verbessern und Stillstandszeiten im Schmiedeprozess reduzieren

Die Integration von Optris Infrarotkameras hat den Stahlumformungsprozess erheblich verbessert, indem sie eine präzise Temperaturüberwachung ermöglicht und manuelle Prüfungen mit Handpyrometern überflüssig macht. Diese kontinuierliche Überwachung reduziert nicht nur die Arbeitskosten, sondern minimiert auch das Risiko von Messfehlern, die bei manueller Bedienung auftreten können. Durch die exakte Temperaturkontrolle während des gesamten Schmiedeprozesses hilft das Optris System, Über- oder Unterhitzung des Metalls zu vermeiden, was wiederum Geräteschäden und teure Wartungen verhindert. Das Ergebnis ist hochwertiger Stahl mit weniger Defekten – ein entscheidender Faktor für höhere Kundenzufriedenheit.

Ein zentraler Vorteil der Optris Geräte liegt in ihrer Fähigkeit, die Temperaturgleichmäßigkeit des Produkts zu überwachen. Dadurch werden thermische Spannungen minimiert und das Risiko von Rissbildungen ausgeschlossen. Dies reduziert nicht nur Ausschuss, sondern erhöht auch die Produktivität durch gleichbleibende Qualität im gesamten Produktionsablauf. Die Infrarotkameras erkennen zudem überhitzte Teile, die ausgesondert werden müssen, um die Integrität des Endprodukts zu wahren.

Optris zeichnet sich als besonders effektive Lösung für Anwendungen in der Stahlumformung aus – dank flexibler Anpassung und nahtloser Integration in unterschiedliche Produktionsumgebungen. Mit robuster Hardware, optimiertem Zubehör, benutzerfreundlicher Software und engagiertem Kundensupport sind Optris Geräte gezielt auf Leistungssteigerung ausgelegt. Die Optris PI 1M Infrarotkamera bietet mit fortschrittlichen Funktionen wie Hotspot-Erkennung und Echtzeitüberwachung höchste Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Ihr attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis in Kombination mit speziellem Zubehör wie Kühlgehäusen und Halterungen macht sie zu einer überzeugenden Option für Hersteller, die ihre Schmiedeprozesse optimieren möchten.

Darüber hinaus bietet die Fähigkeit des Systems, den gesamten Schmiedeprozess zu dokumentieren, erhebliche Vorteile in der Qualitätssicherung und bei der Einhaltung von Industriestandards. Durch die Reduzierung teurer Stillstandszeiten, die Vermeidung von Wartungskosten und die Sicherstellung gleichbleibender Produktqualität sind Optris Pyrometer und Infrarotkameras die ideale Lösung für Metall- und Stahlanwendungen

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