Das VHM-Hephaistos-System ist eine Anlage für die Mikrowellenaushärtung von Verbundwerkstoffen. Diese ist mit einer speziell konstruierten Prozesskammer ausgestattet, in der eine gleichmäßige Wärmeentstehung im Produkt gewährleistet wird, ohne dieses bewegen zu müssen. Damit kann mit einem geringen Energieverbrauch eine hohe Heizrate im Bauteil erzeugt werden.
Insbesondere im industriellen Bereich werden durch herkömmliche Heißluftöfen zur Trocknung und Aushärtung unterschiedlichster Produkte gewaltige Mengen an Energie verschwendet. Ein Großteil der aufgebrachten Energie wird dazu gebraucht, die Heißluftöfen überhaupt erst auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Nach dem eigentlichen Wärmebe-handlungsprozess müssen diese oftmals aus Sicherheitsgründen erst wieder abgekühlt werden. Die zur Aufheizung eingesetzte Energie geht damit zu einem Großteil ungenutzt verloren. Aber auch schlechte Wärmeleiter, wie Isolationsmaterialien, benötigen in Trocknungs- und Aushärtungsverfahren mit Heißluftöfen unnötig große Energiemengen. Der Einsatz von Mikrowellen verspricht für dieses Problem eine Lösung, denn Mikrowellen dringen bis in das Innere des behandelten Materials vor und erbringen einen unmittelbaren Energieeintrag im zu trocknenden oder auszuhärtenden Produkt. Damit entfällt nicht nur die energieintensive Aufheizphase, sondern auch die zeitintensive Abkühlungsphase. Dies kann die Prozesszeiten und Energiekosten durch kürzere Anheiz-, Prozess- und Abkühlzeiten um mehr als 70 % reduzieren.
Homogenes Feld
Bis vor kurzem war der Einsatz von Mikrowellen im industriellen Bereich äußerst problematisch, da es mit der herkömmlichen Mikrowellentechnologie nicht gelang, ein homogenes Mikrowellenfeld aufzubauen und damit in dem behandelten Produkt gleichmäßig Wärme zu erzeugen. Im alltäglichen Küchengebrauch wird dieses Problem dadurch kompensiert, dass das Essen während der Erwärmung bewegt wird, für den Einsatz in der Großindustrie ist diese Lösung jedoch kaum praktikabel. Mit dem VHM-Hephaistos-System präsentiert Vötsch nun die bislang größte Anlage für die Mikrowellenaushärtung von Verbundwerkstoffen. Sie ist mit einer speziell konstruierten Prozesskammer ausgestattet, in der eine gleichmäßige Wärmeentstehung im Produkt gewährleistet wird, ohne dieses bewegen zu müssen. Ermöglicht wird dies vor allem durch die hexagonale Bauform des Nutzraums, eine speziell entwickelte Anordnung der Magnetrone und eine intelligente Ansteuerung der Mikrowellen-Generatoren.
Der Name Hephaistos wurde vom Namen des griechischen Gottes des Feuers abgeleitet, steht aber auch für „High Electromagnetic Power Heating Automated Injected Structures Oven System“. Die Mikrowellenanlage mit 7000 l Nutzraumvolumen wurde in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), dem Institut für Flugzeugbau an der Universität in Stuttgart (IFB) und dem Komposit-Re-searchcenter der EADS in München entwickelt.
Die hohe Feldhomogenität des Systems ermöglicht es, hochqualitative Produkte und Materialien auszuhärten, z. B. kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe (CFK). CFK werden heute noch in schweren Industrieöfen bei hohem Druck ausgehärtet. Die Hephaistos-Systeme arbeiten dagegen grundsätzlich ohne zusätzlichen Druck und erwärmen trägheitslos nur das aufgebaute Bauteil. Auch der Ofen wird nicht mehr aktiv beheizt.
Mit der Mikrowellentechnologie lässt sich nicht nur Energie sparen, es erschließen sich auch ganz neue Möglichkeiten der Herstellung von Verbundwerkstoffen. So lassen sich beispielsweise durch Abschirmung gezielt einzelne Bereiche eines Produkts bei der Aushärtung aussparen. Diese können in einem zweiten Aushärtungsverfahren mit einem anderen Bauteil verbunden werden. Auch gewährleistet das homogene Mikrowellenfeld die Einbringung von konventionellen Metallwerkzeugen und Beschickungssystemen in das Feld. Das ermöglicht vielfältige Einsatzmöglichkeiten in den unterschiedlichsten Bereichen wie der Windkraft, der Kunststoffverarbeitung, der Chemie oder der Pharmazie.
Halle 11, Stand E76
Online-Info www.cav.de/1010438
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