Infrarotstrahler verkürzen Prozesszeiten bei Faserverbundmaterialien

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Ein britisches Unternehmen setzt Behälter aus glasfaserverstärktem Polypropylen für die Wasseraufbereitung ein. Die zylindrischen Wassertanks werden aus zwei Hälften gefertigt, die dann durch kurzwellige Infrarot-Strahlung miteinander verschweißt werden. Die Glasfasern sorgen dafür, dass die Behälter möglichst robust sind, denn sie sollen im Gebrauch einem Innendruck von etwa 10 bar standhalten können.

Infrarotstrahler übertragen Energie kontaktfrei und erzeugen Wärme erst im Material

Sie sind aber auch der Grund dafür, dass herkömmliches Schweißen mit Kontaktwärme schwierig durchzuführen ist. Die Glasfasern im Kunststoff werden durch das Anschmelzen der Oberfläche frei gelegt und beschädigen die heißen Kontakt-Platten.

Infrarotstrahler übertragen dagegen Energie kontaktfrei und erzeugen die Wärme erst im Material. Es kann also kein Material an der Wärmequelle hängen bleiben. Ein Modul mit sechs kurzwelligen Infrarotstrahlern erhitzt die Enden der vorgefertigten Zylinderhälften, dann wird das Modul automatisch herausgefahren. Die Teile mit den erwärmten, weichen Enden werden zusammengedrückt und so verschweißt. Tests haben gezeigt, dass diese Verbindung auch unter sehr hohem Druck hält, bis zu 28 bar wurden angelegt, ohne die Verbindung zu zerstören.

Durch die kontaktfreie Erwärmung muss die Wärmequelle nicht ständig gereinigt werden. Der gesamte Prozess ist sehr energieeffizient, denn der Infrarotstrahler ist nur dann angeschaltet, wenn Wärme benötigt wird.

Optimierungspotentiale erkennen und realisieren

Ist es möglich die Ausschussrate zu reduzieren? Verbraucht die Anlage unnötig viel Energie? Viele Unternehmen stellen sich Fragen wie diese. Die Reduzierung der Energie- und Materialkosten ist ein wichtiger Baustein für Industrieunternehmen, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten oder zu steigern. Dabei ist oft die Optimierung der vorhandenen Anlage wesentlich sinnvoller und kostengünstiger als eine Neubeschaffung.

Ein neu gestaltetes Consulting-Team bietet bei Heraeus Noblelight Unterstützung durch individuelle Beratung, praxisorientierte Planung und die zeitnahe Realisierung von Maßnahmen zur Optimierung von Anlagen und Prozessen. „Kürzlich haben wir bei einem unserer Kunden eingehende Untersuchungen der Anlagentechnik über Weg-Zeit-Diagramme durchgeführt“, so Jörg Wöll aus dem Bereich Consulting bei Heraeus Noblelight, „dabei konnte man sofort sehen, dass eine Umstellung der Trocknung sinnvoll wäre.“

Einsatz von Infrarotstrahlern spart in der Praxis viel Energie

Laut Heraeus zeigte sich, dass sich durch den Einsatz von schnell reagierenden Carbon Infrarotstrahlern, mit elektronischer Verknüpfung zur Fördertechnik, eine Optimierung der Nutzungsdauer und eine erhebliche Energieeinsparung ergeben würde. Genaue Berechnungen zeigten, dass statt der bisherigen 880 kW Nennleistung nach dem Umbau nur noch 460 kW nötig sein würden.

Für solche Berechnungen nutzt der neue Consulting-Bereich außer den bisher schon üblichen Tests im Anwendungszentrum sowie den Erfahrungswerten aus den über Jahre aufgebauten Datenbanken auch moderne numerische Methoden wie das Ray tracing und Computational Fluid Dynamics.

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