Jeden z naszych klientów – duża fabryka aluminium – spędził sześć miesięcy na bezskutecznych próbach poprawy procesu utwardzania materiału. Profilowanie elementów aluminiowych wychodziło fatalnie: niektóre miejsca były przegrzane, natomiast inne pozostawały zimne. To był koszmar. Musieli wyrzucać całe partie produktów do śmieci, ponieważ utwardzanie nie odbywało się równomiernie.
Gdy przyjrzeliśmy się układowi grzewczemu, od razu zauważyliśmy problem. Używali zwykłych elementów grzewczych, które w ogóle nie nadawały się do pracy z takimi elementami aluminiowymi. Ciepło nie docierało tam, gdzie powinno.
Problemy z „zwykłymi” elementami grzewczymi
Chodzi tu nie tylko o to, ile ciepła dostarczamy do elementu, ale także o to, jak to ciepło jest rozpraszane. Usunęliśmy te zwykłe elementy grzewcze i zastąpiliśmy je lampami infraczerwonymi o wysokiej gęstości mocy. Nie podejmowaliśmy żadnych przypadkowych decyzji – obliczyliśmy powierzchnię elementów aluminiowych i wybraliśmy lampy o precyzyjnej mocy na centymetr kwadratowy.
Celem było podniesienie temperatury wewnątrz metalu, bez uszkadzania jego powierzchni.
Zmieniliśmy również rodzaj lamp na te o krótkich falach infraczerwonych. One przenikają znacznie głębiej w aluminium niż lampy o długich falach, dzięki czemu elementy muszą przebywać w piecu znacznie krócej.
Dobór odpowiednich elementów grzewczych
Postanowiliśmy przestać traktować piec jak zwykłą tosterkę. Zamiast tego stworzyliśmy układ grzewczy z kilkoma strefami oddzielnej kontroli temperatury. Dzięki temu operator może regulować temperaturę na brzegach i w środku elementu osobno. To daje im większą kontrolę nad procesem.
Aby uzyskać lepszą efektywność, użyliśmy osłon z szkła kwarcowego z specjalnym pokryciem. One działają jak lustra, skierowując ciepło na przednią stronę elementu, zamiast pozwalać mu uciekać z powrotem do korpusu maszyny. Ponieważ nie podobało nam się, jak prosty przycisk włączenia/wyłączenia powoduje nagłe skoki temperatury, podłączyliśmy wszystko do układu sterowania PID, aby utrzymać stabilną temperaturę.
Wady tego rozwiązania
To nie jest prosty proces aktualizacji – wymaga to dokładnego doboru elementów grzewczych. Wyższa gęstość ciepła oznacza większe obciążenie dla systemu elektrycznego. Jeśli po prostu zamontujemy te lampy bez sprawdzenia parametrów urządzenia, doszło do awarii. Musieliśmy więc zmodernizować kontakty w fabryce, ponieważ stare nie były w stanie poradzić sobie z nowym obciążeniem.
Ale gdy to zostało załatwione? Pełne zwycięstwo. Teraz temperatura jest równomierna na całej powierzchni elementu. Żadnych zimnych miejsc, żadnych przegrzanych brzegów… I co najważniejsze – już żadnych odpadów.