自動車の内装部品を熱成形するとき、その厄介な「反発現象」に悩まされたことはありませんか？型から部品を取り出すと、部品が変形してしまったり、適切な形状にならないことがあります。本当にイライラしますよね。通常、これは材料が加熱処理時に生じた内部応力をまだ保持しているためです。まるでプラスチックが元の形状を覚えていて、そちらに戻ろうとしているかのようです。
この問題を解決するために、私たちはゾーン別の赤外線温度制御を利用します。全体に一様に熱を与えるのではなく、特定の場所にだけ熱を加えます。そうすることで、部品の形状を固定し、厳格な寸法精度を実現できます。
「一律の加熱」が効かない理由 実際、均一な加熱は罠になります。複雑な内装部品を考えてみてください。厚い部分と薄い部分があるわけです。厚い部分はゆっくりと熱を吸収しますが、薄い部分はすぐに過熱してしまいます。同じように扱うと、部品が変形してしまいます。
私たちは赤外線アレイを使って、厚い部分にはより多くのエネルギーを与え、薄い部分では熱を抑えます。そうすることで、プラスチックの中心部分がガラス転移温度に到達しつつ、表面が焼け付くことはありません。適切な熱分布と冷却によって、内部応力をなくすことができます。そうすれば、部品は安定した形状を保ちます。
背後にある技術 私たちは短波および中波の赤外線光源を使用しています。これらは、通常の対流方式よりもずっと速くプラスチックを通過します。非常に迅速です。つまり、工程時間が短縮されます。
これを実現するために、各ゾーンごとにPIDコントローラーを設置します。各ランプの設定を微調整することで、部品の形状に合わせた加熱が可能になります。
ただし、注意が必要です。もしランプの位置が少しずれていたり、電力が不均衡だと、 Hot Spotが発生します。それによって壁が薄くなり、結果として部品は廃棄処分になってしまいます。
得失 もちろん、魔法のようなものではありません。ゾーン別制御には、配線や制御キャビネットのサイズが大きくなるというデメリットがあります。単にスイッチを操作するだけではなく、複数の電力回路を管理する必要があります。
さらに、この高密度の赤外線アレイは大量の廃熱を発生させます。もし作業場の換気が不十分だと、電子機器が過熱して故障してしまう可能性があります。
しかし、適切な空気循環を実現できれば、部品は安定した形状を保ち、内部応力もなくなります。