Het juiste temperatuurniveau bereiken in een vacuümkamer
Als je een slimme productiehal wilt bouwen voor Industrie 4.0, besef je vast al dat de ouderwetse analoge verwarming niet meer voldoet. Je hebt echte gegevens nodig – je moet precies weten wat er zich binnenin die kamer afspeelt.
Het moeilijke is dat je in een vacuüm niet kunt rekenen op lucht om warmte te verspreiden. Conventie is dan niet mogelijk. Daarom maken we gebruik van infraroodstraling. Dit is de enige manier om energie rechtstreeks naar het te verwerken materiaal te sturen, zonder dat er een medium nodig is om de energie over te dragen.
Het ‘digitaliseren’ van de warmte
Om je productielijn in verbinding te brengen met je PLC’s, moeten de verwarmingsonderdelen goed samenwerken met de stroomregelaars.
We gebruiken kortgolfrode lampen om een eenvoudige reden: ze werken snel. Ze reageren bijna meteen wanneer je de spanning aanpast. Als je deze lampen combineert met pyrometeren in een gesloten systeem, verdwijnt het risico op fouten. Je hoeft geen gokken meer te doen tijdens het opwarmen of koelen van het materiaal. Je ziet immers in real time hoe de temperatuur zich ontwikkelt.
De uitdagingen in een vacuüm
Het probleem in een vacuüm is dat er nergens naartoe kan worden gestuurd. Als je gewoon een hoge vermogenssterkte gebruikt, zonder rekening te houden met de lay-out van de kamer, dan worden de wanden van de kamer te heet. Dat is een groot probleem. We besteden veel tijd aan het optimaliseren van de emissiviteit van de lampen. Het doel is om ervoor te zorgen dat de energie rechtstreeks op het materiaal terechtkomt, en niet op de behuizing.
Je moet ook een balans vinden tussen de vermogensdichtheid en de efficiëntie. Ja, een hoge vermogensdichtheid versnelt het proces, maar dit legt een enorme belasting op de stroomvoorziening en de koelsystemen. Als de koeling niet voldoende is, gaan de temperatuurwaarden scheef lopen. Dan ben je weer terug bij af.
Verder gaan dan ‘instellen en vergeten’
Digitalisering betekent eigenlijk dat we geen gebruik meer willen maken van timers. Met gemoduleerde IR-systemen kun je precies zien hoeveel energie er per batch wordt gebruikt. Dit vormt de basis voor kwaliteitscontrole.
We hebben deze systemen zo ontworpen dat ze gemakkelijk kunnen worden ingezet als vervanging voor de oude, trage resistieve verwarmers. Ze nemen minder ruimte in beslag en werken sneller. Maar het grootste voordeel is dat je nauwkeurigere toleranties hebt en dat er een gedocumenteerde historie is van de temperatuurontwikkeling van elk onderdeel dat door de kamer gaat. Je weet dus precies wat er met je product is gebeurd.