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Aquecimento indutivo de pré-formas moldadas para a conformação a quente
A fim de acelerar o aquecimento de pré-formas moldadas para a produção de peças conformadas a quente, a SMS Elotherm desenvolveu um sistema para aquecimento indutivo de pré-formas moldadas e o integrou em uma linha de produção experimental para endurecimento por prensagem já existente.
O sistema desenvolvido possibilita testar o potencial de uso da tecnologia de aquecimento indutivo na produção em série de peças conformadas a quente.
![[Translate to Portuguese:] Induktive Erwärmung von Formplatinen](/fileadmin/_processed_/3/7/csm_PlatinenErw%C3%A4rmung2_603e020cb1.jpg)
Componentes de carrocerias altamente resistentes
O processo de fabricação de endurecimento por prensagem é usado para fabricar componentes de carrocerias altamente resistentes. A primeira etapa do processo de conformação a quente por indução envolve a austenitização das pré-formas moldadas em temperaturas acima de 900 °C.
As pré-formas austenitizadas são então colocadas, por meio de um processo automatizado, em uma ferramenta de conformação refrigerada a água e são conformadas e resfriadas rapidamente em uma única etapa. Devido à alta taxa de resfriamento, uma microestrutura martensítica é criada no material, o que resulta em componentes de carrocerias de alta resistência.
CONFORMAÇÃO A QUENTE POR INDUÇÃO NA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA
Para a fabricação de componentes de carrocerias que têm papel importante para a segurança em colisões, o processo de fabricação por conformação a quente torna-se cada vez mais importante na indústria automotiva. O uso desse processo de produção também revela grande potencial para a construção de veículos leves, o que, por sua vez, leva à redução de consumo de combustível e das emissões de gases de escape.
Por que a tecnologia da SMS Elotherm GmbH é tão especial
Indutores com modos de campo longitudinal e campo transversal
Para permitir o aquecimento homogêneo de pré-formas moldadas a temperaturas de até 950 °C, foram desenvolvidos indutores que podem ser operados tanto no modo de campo longitudinal, quanto no modo de campo transversal.
Para minimizar o superaquecimento de bordas, os indutores podem ser posicionados dinamicamente. Os testes de aquecimento realizados mostram que o uso de aquecimento com campo longitudinal pode proporcionar uma economia de tempo de aproximadamente
50% ao atingir uma temperatura de 950 °C, quando comparado com o aquecimento convencional em fornos.
Sistemas de indução para a produção de componentes de carrocerias
Durante o aquecimento por indução, uma bobina (indutor), através da qual flui uma corrente alternada, gera um campo eletromagnético alternado. Se uma peça de trabalho eletricamente condutora, por exemplo, uma pré-forma de chapa de metal, estiver nesse campo, as correntes de fuga são induzidas na peça de trabalho e ela aquece, como resultado de perdas causadas pelo efeito Joule. No caso de materiais ferromagnéticos, também há aquecimento como resultado de perdas por reversão de magnetização. Em indutores de campo longitudinal, as linhas do campo magnético alternado se estendem no mesmo plano da chapa de metal.
Em chapas com a espessura de 1–2 mm, uma temperatura máxima no nível da temperatura de Curie é alcançada com indutores de campo longitudinal no faixa de frequência média, devido à profundidade de penetração das correntes induzidas.
Instalação de aquecimento indutivo para aquecimento de pré-formas
As instalações de aquecimento por indução têm como componentes principais conversor, banco de capacitores e indutor, bem como uma unidade para controle de processo e um sistema de refrigeração para dissipar a energia perdida.
Para as instalações projetadas para aquecimento de pré-formas moldadas, dois indutores (4, 5) são combinados com um transformador (3) e os capacitores (2) para formar um circuito oscilador comum.
O conversor usado, modelo "ELOMAT EM 22PI", possui uma potência de 800 kW com frequências de até 10 kHz. Diferentes capacitores podem ser conectados por meio de sistema pneumático para adaptar a frequência do circuito oscilador.
A potência de saída do conversor é baseada em uma especificação de tensão nominal na faixa de
Aquecimento de várias peças de trabalho sem troca do indutor
Com um projeto de indutor especialmente adaptado, que permite que os indutores sejam interligados no campo longitudinal ou transversal, é possível implementar modos de aquecimento diferentes sem precisar trocar o indutor.
Os indutores consistem em enrolamentos de bobina planos acima e abaixo do nível da peça de trabalho. Através de uma ligação adequada do lado da conexão, eles podem ser usados como indutores com campo transversal ou com campo longitudinal dividido.
A Figura 4 ilustra os modos de ligação usando o esquema de um indutor e mostra a orientação das linhas de campo no modo de campo transversal e longitudinal.
Relatório técnico: Desenvolvimento de uma instalação para aquecimento indutivo de pré-formas moldadas