連續(xù)纖維增強熱塑性塑料的制造挑戰(zhàn)
塑料部件是眾多行業(yè)一部分，制造技術和材料組合也不斷取得進步，特別是在汽車工程等要求苛刻的領域。該領域的一項突出創(chuàng)新是連續(xù)纖維增強熱塑性塑料，它結合了強度和輕質(zhì)特性。

這些材料具有機械性能，同時允許創(chuàng)建復雜的幾何形狀。注塑技術進一步增強了這一點，為制造商提供了設計精密工件的極大靈活性，包括在必要時集成金屬部件。此外，該技術支持短周期的能力對于高效的大規(guī)模生產(chǎn)至關重要。然而，這些材料也帶來了挑戰(zhàn)，特別是在優(yōu)化其性能所需的制造過程中。

克勞斯瑪菲通過開發(fā) FiberForm 工藝解決了這些挑戰(zhàn)，該工藝能夠從連續(xù)纖維增強熱塑性塑料生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件。該工藝從稱為有機板的半成品開始 – 大尺寸材料由嵌入熱塑性基質(zhì)（如聚酰胺或聚丙烯）的玻璃、碳、芳綸或復合纖維層組成。這些板材經(jīng)過多步轉變，包括加熱、熱成型為所需形狀以及最終的背面注塑成型。通過將有機板材的熱成型與注塑成型整合為單一的流線型工藝，克勞斯瑪菲生產(chǎn)出既輕巧又耐用的纖維增強塑料部件，使其特別適合汽車制造。

FiberForm 工藝的初始加熱階段對其成功至關重要。為了獲得最佳效果，溫度必須均勻分布在有機板材的整個表面上。這是通過在帶有紅外輻射器的專用烤箱中加熱板材來實現(xiàn)的。必須滿足兩個關鍵條件：有機板材必須快速加熱，并且溫度必須盡可能均勻地分布在其整個表面上。

主要問題之一是熱成型過程中需要精確的溫度控制。加熱不均勻會導致最終產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，例如翹曲或機械性能不一致。這種對精確溫度控制的需求增加了制造過程的復雜性，需要先進的紅外加熱技術和復雜的溫度控制器來確保生產(chǎn)的一致性和可靠性。



Optris 測溫儀優(yōu)化了 KrausMaffei 熱塑性塑料紅外加熱的溫度控制
為了確保有機板材均勻快速加熱，克勞斯瑪菲開發(fā)了一種定制的紅外加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了多達 72 個紅外輻射器。然而，在保持板材質(zhì)量一致性方面取得的真正突破是通過使用 Optris CT LT22 測溫儀實現(xiàn)的。這些堅固、緊湊的傳感器策略性地放置在紅外輻射器后面，在那里它們可以精確測量半成品的表面溫度。

測溫儀連接到智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整加熱區(qū)，以保持整個板材的溫度分布均勻。這種設置通過集成得到進一步增強。測溫儀的耐用性和在高環(huán)境溫度下無需冷卻即可運行的能力使其成為這種苛刻應用的理想選擇。

測溫儀是兩件式裝置，由緊湊的傳感器頭組成，其直徑僅為 14 毫米，可在高達 180°C 的環(huán)境溫度下運行而無需冷卻，以及用于配置操作參數(shù)的電子箱。該盒子安裝在距離傳感器頭相當遠的地方。在此應用中，電子系統(tǒng)位于紅外加熱系統(tǒng)外部。傳感器頭配有可選的空氣凈化環(huán)，以保護光學元件免受灰塵或噴霧的污染，這是塑料行業(yè)普遍關注的問題。

制造商的軟件通過一個外部和幾個內(nèi)部閉環(huán)系統(tǒng)控制加熱系統(tǒng)的溫度。每個加熱區(qū)都分配有一個高溫計，外部閉環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測整體溫度，同時考慮不同區(qū)域之間的相互作用。工業(yè) PC 提供必要的溫度控制硬件，高溫計通過 4 至 20 mA 電流輸出連接。

紅外測溫儀對有機板材熱成型和注塑成型的好處
紅外加熱技術旨在快速均勻地加熱有機板，這是大規(guī)模生產(chǎn)的關鍵因素?？煽啃灾陵P重要，因為爐子必須持續(xù)運行以避免制造過程中斷。單個測溫儀故障可能會停止生產(chǎn)，因此每個組件的可靠性至關重要。為確保最佳性能，使用 Optris 紅外熱像儀不斷驗證結果?？藙谒宫敺频男鹿に囌{(diào)節(jié)系統(tǒng)進一步增強了有機板上表面溫度的均勻分布。自實施該系統(tǒng)以來，克勞斯瑪菲從未遇到過任何設備故障，這凸顯了這種先進解決方案在苛刻的生產(chǎn)環(huán)境中的可靠性和有效性。

緊湊型紅外測溫儀采用工業(yè)設計，將電子設備與傳感器頭分開，使其能夠在高環(huán)境溫度下有效運行。此外，可選的空氣凈化環(huán)可防止灰塵或噴霧等惡劣條件，確保即使在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也能可靠地工作。紅外測溫儀配備故障安全傳感器，可確保均勻的表面溫度測量，這對于保持生產(chǎn)過程中的一致質(zhì)量至關重要。此外，該設備易于集成，可無縫集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。