自動車、家電製品、精密機器などの部品製造のためにさまざまな金型が使用されています。鋳造用の金型には特に、鋳造前に金型を保護し歩留りを改善する必要があります。そのため金型の予熱プロセスは重要なものになりますが、そのプロセス時間の短縮化、省エネルギー化、均一加熱、作業環境の向上、温度制御などが大きな課題となっています。
このような重量物の加熱であっても、赤外線を用いることができます。赤外線加熱プロセスは、生産効率化を高めることのできるスマートなプロセスです。赤外線ヒーターメーカーとして多種多様な産業で導入されてきた経験を基に、効率化を創り出す重量物の加熱プロセスを提案しています。
ヘレウスでは、専用の赤外線ユニットテスト機をご用意しております。
金型予熱用赤外線ユニット テスト機の仕様
赤外線ヒーター 仕様
イギリスにあるMettis Aerospece社がヘレウスの短波長赤外線ヒーターを用いて、高性能チタン製航空部品の製造に使われる金型の予熱時間を、それまで使用してきた熱板でかかっていた時間の1/7に短縮できた事例をご紹介します。この予熱時間の短縮によって、エネルギー使用量を大幅に削減でき、制御性および鍛造プロセスが改善されています。
同社では、非常に複雑な鍛造、機械加工、安全性が重視される航空機部品の製造メーカーで、今日ではロールス・ロイス社、ボーイング社、エアバス社に複雑な合金部品を納める重要なグローバルサプライヤーです。チタン製部品の製造には、チタン母材を900℃以上に熱し、その後熱した材料を金型に送り込む工程があります。材料の流動性を良くし金型の損耗を防ぐために、金型を200℃以上に予熱しておくことが重要です。赤外線ヒーターを導入する以前は、ガスバーナー直火で加熱した熱板に金型をのせて予熱を行っていました。金型をのせていない時でも熱板を適切な温度に保っておく必要があり、直火装置は24時間稼働していたとのことです。また、熱伝導の速度には限界があり、予熱には最長10時間かかっていました。
今日では、この予熱プロセスに赤外線ソリューションが導入されています。設置された赤外線ヒーターシステムは2式の72kW ヒーターユニットから構成されており、可動式フレームに取り付けられています。これにより赤外線ユニットを適切なポジションに配置できます。また、各ユニットで個別制御が可能で片面・両面加熱の切替も可能です。設置されている熱電対温度計によって金型の表面温度が計測され、各赤外線ヒーターユニット毎に自動温調コントロールができます。この温調機能により、消費エネルギーを最小に抑えることが可能となりました。
この装置の導入以来、赤外線ヒーターの立ち上がり性能を活かし、必要時だけ稼働させ大幅な省エネルギー化を図り、金型予熱の所要時間も、例として10時間からたったの90分と飛躍的に短縮できたということです。
他の金属の加熱・乾燥プロセス例
