赤外線による金属の高温・高速加熱プロセス

金属製品には、多くの加熱・乾燥プロセスがあります。昨今では、近年の自動車業界における環境負荷の低減策として低燃費車が開発されています。その低減策として用いられる素材に高張力鋼板(ハイテン)やアルミがありますが、車体の軽量化および安全性の両面を兼ね備えた優れた材料として、車体への採用が進んでいます。

このような材料を成形する際、品質向上やプロセスの効率化のため、プレス成形前の加熱工程が重要となるのと同時に、均一かつ高速に加熱することが要求されています。その両方を、同時に可能にするのが赤外線加熱で、実はこれが赤外線の秘めた能力なのです。

私たちは、この用途に高出力赤外線システムを考案し、数十秒以内で900℃の加熱を実現しています。

私たちのアプリケーションセンターで行った高温領域での金属加熱実験の動画をご覧ください。

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高温領域での金属加熱実験の動画

ご紹介している水冷式高出力赤外線ユニットは、肉薄な金属から重厚な金属まで、幅広く対応します。炉のタイプではなく、オープンな環境で加熱することができ、個々の材料に応じて細かい制御ができるのも赤外線の特長です。

高い温度にも、高速にも追随する傍ら、高いエネルギー密度も得ることができます。

  • 鋼板(t=0.8mm)を900℃で15秒以内で加熱することが可能
  • 赤外線ヒーターの偏ピッチ配置を採用し、温度ムラを防ぐ均一加熱が可能
  • 従来型のヒーターや炉などと異なり、雰囲気温度に依存せずオープンスペースでの加熱プロセスが可能
  • 立ち上がりの早い赤外線ヒーターシステムを用いることで、プロセス時間の短縮化が可能
  • 設置スペースの縮小化が可能

社内で行った加熱実験の結果です。

鋼板の加熱実験結果
鋼板の加熱実験結果

加熱条件:

  • SUS厚み1.0mm
  • 赤外線ヒーター: 短波長赤外線ヒーター、500kW/m2(両面)、840kW/m2(両面)
アルミの加熱実験結果

加熱条件:

  • アルミ厚み1.0mm
  • 赤外線ヒーター:短波長赤外線ヒーター 500kW/m2(両面)、250kW/m2(片面)

  • 金属箔の加熱・乾燥
  • 金型の予熱
  • ハイテン(高張力鋼板)の成型前加熱(900℃)
  • PCM鋼板の成型前加熱(200℃)
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