Controllore di potenza per lampade a infrarosso (IR) nelle lavorazioni di materiali compositi
Scopri come il controllore di potenza SCR serie GFX4-IR a 4 canali aumenta le prestazioni di controllo nei forni di preriscaldo con lampade infrarosso industriali SWIR (Short Wave Infra Red), per lo stampaggio ibrido di materiale composito.
Lo stampaggio ibrido è uno dei processi applicati nella tecnologia di produzione dei prodotti in materiale composito
L’impiego del controllore di potenza SCR serie GFX4-IR a 4 canali indipendenti aumenta le prestazioni di controllo delle lampade SWIR in un forno di preriscaldo di componenti in materiali compositi per l’industria aerospaziale.
Introduzione
- Applicazione: Integrazione di un processo di preriscaldo con lampade SWIR (Short Wave Infra Red), di materiale composito all’interno del ciclo d’iniezione plastica.
- Soluzione: regolatore di potenza GFX4-IR a 4 canali per il controllo di lampade SWIR in un forno di preriscaldamento per componenti in materiali compositi dell’industria aerospaziale.
Il processo
I materiali compositi si sono evoluti nel corso degli anni. L’aggiunta di fibre di vetro e di carbonio ai materiali termoplastici ha raggiunto le caratteristiche di rigidità e resistenza per soddisfare la richiesta di componenti per l’industria aerospaziale e automobilistica, sostituendo l’uso di metalli.
Il vantaggio dei materiali compositi è massimizzare le prestazioni meccaniche riducendo il peso del componente.
Lo stampaggio ibrido è uno dei processi applicati nella tecnologia di produzione dei prodotti in materiale composito.
Questo processo consiste nell’inserimento di un componente laminato composito preriscaldato (chiamato organic-sheet) all’interno dello stampo del tipico processo di iniezione plastica.
L’applicazione
Il processo di produzione è praticamente una linea di macchine di stampaggio a iniezione per la plastica con uno o più forni a lampade SWIR per eseguire due fasi principali:
- preriscaldamento del materiale composito laminato da inserire nello stampo;
- sovra stampaggio con resina termoplastica del componente laminato inserito.
Considerando la rapidità del ciclo del processo di iniezione, la fase di preriscaldamento si basa sulla tecnologia delle lampade SWIR (infrarosse ad onde corte), con una rapida risposta termica e riscaldamento diretto del substrato del composito laminato.
Le lampade SWIR sono un carico elettrico non lineare (la resistenza dipende dalla temperatura del filamento) dallo stato freddo a quello caldo e la corrente di picco può raggiungere fino a 5-6 volte la sua corrente nominale.
Le lampade IR sono collegate in parallelo in configurazioni trifase mentre le macchine e forni sono controllati tramite PLC.
I benefici del prodotto
GFX4-IR SCR Power controller
- Controllo a 4 canali per un carico totale di 80 kW – design compatto con una riduzione degli spazi di montaggio.
- Max 40 A per canale.
- Controllo SCR Configurabile: Phase angle, zero crossing, Half single cycle, Soft Start.
- Flessibilità nell’adattarsi alle diverse caratteristiche di carico.
- Specifico Soft Start per lampade a onde corte che consente di limitare la corrente su picco, proteggere e migliorare la durata dei riscaldatori.
- L’allarme di rottura parziale e totale del carico fornisce un’indicazione tempestiva per la sostituzione del riscaldatore riducendo i tempi di fermo macchina.
- Il fusibile e il trasformatore di corrente (TA) a 4 canali integrati, riducono i componenti e il cablaggio aggiuntivo nel pannello.
- Automazione di fabbrica: Bus di campo Ethernet lo rende compatibile con la maggior parte dei PLC.
La soluzione
Il controllore di potenza GFX4IR a 4 canali è la soluzione più efficace per l’applicazione
Il controllore di potenza a 4 canali ha una specifica funzione Soft Start SWIR (figura 2) per consentire un riscaldamento graduale delle lampade all’avvio del processo e in combinazione con il limitatore di corrente di picco (figura 3) preserva la lampada dallo stress termico del filamento e ne prolunga la vita.
La modalità di controllo SCR applicata è una combinazione di Soft Start in PA (Phase Angle) e HSC (Half Single Cycle) in modalità Zero crossing, questo per evitare disturbi EMC e l’effetto sfarfallio sulle lampade.
Manutenzione e diagnostica
La funzione di allarme HB rileva un’interruzione parziale o totale del carico a beneficio di un corretto controllo di riscaldamento sul materiale laminato trattato quando si verifica un guasto della lampada.
Il prodotto ha a bordo 4 fusibili rapidi di protezione per preservare il prodotto stesso da cortocircuiti.
La certificazione conforme ODVA e PI (Figura 4) di questi prodotti garantisce la loro completa compatibilità e integrazione con i PLC che supportano Ethernet/IP e ProfiNET.
