[發明專利]使用感應加熱加工材料的設備

有效

• 申請號: 200680031567.9
• 申請日: 2006-07-07
• 公開（公告）號: CN101253030A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 若譯·費根布盧姆;亞歷山大·吉夏爾
• 申請（專利權）人: 羅克器械公司
• 主分類號: B29C33/56
• 分類號: B29C33/56;B29C35/08;H05B6/02;H05B6/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

技術領域

本發明涉及一種使用感應加熱的設備和方法，尤其是為了加工或模制材料，尤其是熱塑性基體復合材料或熱固性材料。

背景技術

為了實現塑料部件或復合材料部件的模制，現有技術的感應加熱法具有加熱大部分模殼的缺點。

發明內容

本發明將感應加熱限制于表面，以使加熱局部化于模具/材料界面處，由此限制能量消耗并因此提高了設備的能量效率。因為模具體積的很小部分進行了感應加熱，所以隨著加熱時間和冷卻時間的減少還提高了生產率。

本發明的目的還在于降低設備的成本。

本發明由此涉及一種用于加工(尤其是通過模制)材料尤其是熱塑性基體復合材料或熱固性材料的設備，該設備包括：

-兩個相對于彼此可移動的模殼，所述模殼由導電材料制成，每一個模殼包括設計成與待加工材料接觸的模制區，以及

-感應裝置，所述感應裝置用于產生包圍所述模殼的頻率為F的磁場，

-除模制區之外，兩個模殼的至少一個的設置為面對感應裝置的面涂覆有防止磁場透入模殼的由非磁性材料制成的屏蔽層。

在模制階段期間模殼彼此電絕緣，使得兩個模殼的面限定空氣間隙，在所述空氣間隙中流動在每個模殼的模制區表面處感生電流的磁場，因此將加熱局部化于模制區和待加工材料之間的界面處。

根據一個實施方案，兩個模殼涂覆有屏蔽層。

根據一個實施方案，模殼包含磁性化合物，其優選具有高的相對磁導率和電阻率，例如基于鎳的鋼、基于鉻的鋼和/或基于鈦的鋼。

根據一個實施方案，僅一個模殼涂覆有屏蔽層，而另一個模殼包含非磁性材料，所述非磁性材料優選具有低的電阻率，例如鋁。

根據一個實施方案，涂覆有屏蔽層的模殼包含磁性化合物，其優選具有高的相對磁導率和電阻率，例如基于鎳的鋼、基于鉻的鋼和/或基于鈦的鋼。

根據一個實施方案，屏蔽層還覆蓋兩個模殼的兩個相互面對的面的至少一個的不構成模制區的部分。

根據一個實施方案，屏蔽區還包括固定到磁性模殼的金屬片，該金屬片例如是通過釬焊或螺紋連接固定的。

根據一個實施方案，屏蔽層包括沉積的材料，尤其是電鍍的材料。

根據一個實施方案，屏蔽層的厚度e至少等于：

e＝50＊(ρ/F)^1/2

ρ是非磁性材料的電阻率，F是磁場的頻率。

根據一個實施方案，頻率F至少等于25KHz，并優選至多等于100KHz。

根據一個實施方案，屏蔽層包含低電阻率的非磁性材料，例如銅或鋁。

根據一個實施方案，將電絕緣層施加到至少一個模殼的模制區，以完善這些殼的電絕緣，尤其是在待加工的材料是導電材料時。

根據一個實施方案，感應裝置包括兩個部分，每一部分固定連接到模殼之一上以使設備能夠打開，并能夠隨各自的模殼移動。

根據一個實施方案，感應裝置的兩個部分通過至少一個電接觸器電連接，所述電接觸器能夠在加工階段期間在一個模殼相對另一個模殼移動期間保持接觸。

本發明還涉及一種使用以上限定的設備制造部件、尤其是大批量制造部件的方法。

附圖說明

通過參照附圖的非限制性的實施例，從下面的描述會顯示出本發明的其它特征和優點，其中：

-圖1顯示根據本發明的設備，

-圖2顯示在材料加工過程中的圖1的設備，

-圖3a和3b顯示用于如圖1所示設備的感應器的兩種不同的布置，這些圖對應于沿圖2的剖線3-3的圖，

-圖4顯示設備的一個變化方案，以及

-圖5顯示第二變化方案。

具體實施方式

如圖1和2所示的模制設備包括兩個相對于彼此移動的模殼10和20。所述模殼10、20由磁性材料制成，其一部分分別構成模殼10的模制區12和模殼20的模制區22。模制區12、22位于模殼的兩個相互面對的面上。

與電流發生器并聯或串聯電連接的感應器30的網絡位于模殼的周圍。每個感應器30包括導電線圈并包括兩個可分離的部分32、34，每個可分離的部分分別固定連接到模殼10、20。

除模制區12、22之外，每個模殼10、20的一部分外表面襯有屏蔽層14、24。在該實施例中，所述屏蔽層覆蓋模殼的設置為面對感應器30的外表面和兩個模殼的相互面對的面的一部分。然而，模殼不面對感應器的外表面(即與圖1的平面平行的面)不必涂覆屏蔽層，這是因為所產生的磁場對這些面的影響非常有限。

圖1顯示模制前彼此隔開一定距離的兩個模殼，圖2與圖1類似并且顯示在模制操作期間的兩個模殼。