Обмен знаниями: Инфракрасное излучение для нагрева при отверждении покрытий

Проектирование и применение технологии нагрева инфракрасным излучением в процессе отверждения покрытий

Технология отверждения покрытий обычно использует нагрев с циркуляцией горячего воздуха. При этом способе нагрева температура в печи равномерна, и материал обладает высокой технологичностью. Однако к недостаткам относятся высокий энергопотребление, медленный нагрев толстых деталей и значительная занимаемая оборудованием площадь. Чтобы преодолеть эти недостатки, технология инфракрасного излучения осуществляет нагрев деталей изнутри наружу, что позволяет решить такие проблемы, как высокое энергопотребление и низкая скорость нагрева.

Хотя нагрев инфракрасным излучением обладает такими преимуществами, как высокая эффективность теплообмена, быстрый отклик, короткое время сушки и хорошее качество отверждения покрытий, он также имеет недостатки, такие как неравномерное распределение температуры в камере отверждения и появление теней на деталях сложной формы, что в конечном итоге влияет на качество покрытия и сушки. Чтобы преодолеть указанные выше недостатки, возникающие при простом использовании инфракрасной сушки, в зоне высоких температур вместе с инфракрасной сушкой устанавливаются система циркуляции холодного воздуха и система отвода горячего воздуха. Объёмы и скорости потока воздуха в обеих системах регулируются. При проектировании необходимо уделить внимание системе отвода воздуха: её объём должен быть немного больше, чем объём холодного воздуха, подаваемого в систему. После производства и эксплуатации оборудования было доказано, что эффект весьма положительный. Дело в том, что холодный воздух, подаваемый в печь, способствует циркуляции горячего воздуха в камере отверждения; это не только обеспечивает равномерный теплообмен со всеми участками детали сложной формы, но и позволяет преодолеть неизбежные недостатки, связанные с появлением теней вследствие теплопередачи излучением. Кроме того, холодный воздух выдувает слой воздушной пленки, адсорбированной на поверхности детали, тем самым ускоряя внешнюю диффузию вещества, способствуя быстрому выходу растворителя и водяного пара из камеры сушки и снижая относительную влажность и концентрацию растворителя в камере.

Влияние технологии нагрева инфракрасным излучением на отверждение лакокрасочного покрытия

Чтобы проверить конструкцию и эффективность использования, после завершения монтажа и отладки проекта была проведена проверка повышения температуры всей камеры отверждения с помощью шеститочечного термометра-трекера и программного обеспечения для измерения температуры. На этапе нагрева скорость нагрева каждой части заготовки неодинакова: чем ближе к верхней части, тем выше скорость нагрева, а общее время нагрева оказывается больше.

После установки нагревателя инфракрасного излучения на входе заготовка нагревается быстрее, и время нагрева значительно сокращается. Температурные кривые различных частей заготовки имеют высокую степень перекрытия; на этапе нагрева кривая растёт равномерно, а на этапе поддержания температуры колебания кривой крайне незначительны. Нетрудно заметить, что после нагрева системой инфракрасного излучения температурные кривые различных частей заготовки практически совпадают, что свидетельствует о значительном улучшении синхронности повышения температуры на поверхности заготовки, более равномерном её нагреве, лучшем эффекте затвердевания лакокрасочного покрытия, существенном сокращении времени нагрева. После завершения этого этапа температура во всём камере отверждения остаётся более стабильной, с очень малыми колебаниями.

Заключение

1) В камере отверждения лакокрасочного покрытия инфракрасная система нагрева целесообразно разместить в зоне входного подогрева. На этапе нагрева применяется технология сушки с помощью инфракрасного излучения, тогда как во второй половине по-прежнему используется технология сушки с принудительной конвекцией. Сочетание этих двух технологий делает конструкцию более оптимизированной и рациональной.

2) Инфракрасные нагревательные компоненты должны быть разумно разделены и сгруппированы в соответствии с проектными условиями, а элементы контроля температуры следует размещать на научной основе. Это способствует более эффективному контролю температуры и отладке процесса радиационной сушки, делая повышение температуры более стабильным.

3) Оптимизированная конструкция системы инфракрасного нагрева позволяет осуществлять трёхмерную регулировку относительного положения по отношению к заготовке в ограниченном пространстве.

4) Зона инфракрасного нагрева оснащена системой принудительной циркуляции горячего воздуха, что способствует равномерному нагреву заготовки и улучшает эффект отверждения лакокрасочного покрытия.