[发明专利]使用感应加热加工材料的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用感应加热的设备和方法，尤其是为了加工或模制材料，尤其是热塑性基体复合材料或热固性材料。

背景技术

为了实现塑料部件或复合材料部件的模制，现有技术的感应加热法具有加热大部分模壳的缺点。

发明内容

本发明将感应加热限制于表面，以使加热局部化于模具/材料界面处，由此限制能量消耗并因此提高了设备的能量效率。因为模具体积的很小部分进行了感应加热，所以随着加热时间和冷却时间的减少还提高了生产率。

本发明的目的还在于降低设备的成本。

本发明由此涉及一种用于加工(尤其是通过模制)材料尤其是热塑性基体复合材料或热固性材料的设备，该设备包括：

-两个相对于彼此可移动的模壳，所述模壳由导电材料制成，每一个模壳包括设计成与待加工材料接触的模制区，以及

-感应装置，所述感应装置用于产生包围所述模壳的频率为F的磁场，

-除模制区之外，两个模壳的至少一个的设置为面对感应装置的面涂覆有防止磁场透入模壳的由非磁性材料制成的屏蔽层。

在模制阶段期间模壳彼此电绝缘，使得两个模壳的面限定空气间隙，在所述空气间隙中流动在每个模壳的模制区表面处感生电流的磁场，因此将加热局部化于模制区和待加工材料之间的界面处。

根据一个实施方案，两个模壳涂覆有屏蔽层。

根据一个实施方案，模壳包含磁性化合物，其优选具有高的相对磁导率和电阻率，例如基于镍的钢、基于铬的钢和/或基于钛的钢。

根据一个实施方案，仅一个模壳涂覆有屏蔽层，而另一个模壳包含非磁性材料，所述非磁性材料优选具有低的电阻率，例如铝。

根据一个实施方案，涂覆有屏蔽层的模壳包含磁性化合物，其优选具有高的相对磁导率和电阻率，例如基于镍的钢、基于铬的钢和/或基于钛的钢。

根据一个实施方案，屏蔽层还覆盖两个模壳的两个相互面对的面的至少一个的不构成模制区的部分。

根据一个实施方案，屏蔽区还包括固定到磁性模壳的金属片，该金属片例如是通过钎焊或螺纹连接固定的。

根据一个实施方案，屏蔽层包括沉积的材料，尤其是电镀的材料。

根据一个实施方案，屏蔽层的厚度e至少等于：

e＝50＊(ρ/F)^1/2

ρ是非磁性材料的电阻率，F是磁场的频率。

根据一个实施方案，频率F至少等于25KHz，并优选至多等于100KHz。

根据一个实施方案，屏蔽层包含低电阻率的非磁性材料，例如铜或铝。

根据一个实施方案，将电绝缘层施加到至少一个模壳的模制区，以完善这些壳的电绝缘，尤其是在待加工的材料是导电材料时。

根据一个实施方案，感应装置包括两个部分，每一部分固定连接到模壳之一上以使设备能够打开，并能够随各自的模壳移动。

根据一个实施方案，感应装置的两个部分通过至少一个电接触器电连接，所述电接触器能够在加工阶段期间在一个模壳相对另一个模壳移动期间保持接触。

本发明还涉及一种使用以上限定的设备制造部件、尤其是大批量制造部件的方法。

附图说明

通过参照附图的非限制性的实施例，从下面的描述会显示出本发明的其它特征和优点，其中：

-图1显示根据本发明的设备，

-图2显示在材料加工过程中的图1的设备，

-图3a和3b显示用于如图1所示设备的感应器的两种不同的布置，这些图对应于沿图2的剖线3-3的图，

-图4显示设备的一个变化方案，以及

-图5显示第二变化方案。

具体实施方式

如图1和2所示的模制设备包括两个相对于彼此移动的模壳10和20。所述模壳10、20由磁性材料制成，其一部分分别构成模壳10的模制区12和模壳20的模制区22。模制区12、22位于模壳的两个相互面对的面上。

与电流发生器并联或串联电连接的感应器30的网络位于模壳的周围。每个感应器30包括导电线圈并包括两个可分离的部分32、34，每个可分离的部分分别固定连接到模壳10、20。

除模制区12、22之外，每个模壳10、20的一部分外表面衬有屏蔽层14、24。在该实施例中，所述屏蔽层覆盖模壳的设置为面对感应器30的外表面和两个模壳的相互面对的面的一部分。然而，模壳不面对感应器的外表面(即与图1的平面平行的面)不必涂覆屏蔽层，这是因为所产生的磁场对这些面的影响非常有限。

图1显示模制前彼此隔开一定距离的两个模壳，图2与图1类似并且显示在模制操作期间的两个模壳。