ExtruLine
Induktive Extrusionserwärmung IAS/SMS Elotherm
Die IAS ist weltweiter Markt- und Technologieführer im Bereich der prozessgenauen Erwärmung von Bolzen für das Strangpressen.
Neben der Bolzenerwärmung bildet das Schmelzen und Vergießen von NE- und Eisenmetallen einen weiteren Tätigkeitsschwerpunkt von IAS.
Dabei wird konsequent auf saubere Induktionstechnik gesetzt.
Induktive Extrusionserwärmung: Individuell und hocheffizient
Entscheidend für diesen Prozess ist die korrekte Erwärmung des Umformmaterials. Hierfür hat die IAS die speziell darauf abgestimmten induktiven Erwärmungsanlagen der Maschinenserie ExtruLine entwickelt. Exakt angepasst an die zu verarbeitenden Materialien wie Aluminium und Kupfer sowie deren Legierungen, aber auch Stahl- und Eisenlegierungen oder bei Sonderwerkstoffen wie Titan-, Zirkonium-, Molybdän- oder Magnesiumlegierungen garantieren die IAS Anlagen eine präzise und vor allem reproduzierbare Bolzentemperatur.
Bei der induktiven Erwärmung wird das Metall mittels einer stromführenden Spule einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt. Im Material werden dadurch berührungslos Wirbelströme erzeugt und es entsteht Wärme. Diesen Prozess kann man gezielt über Frequenz und Leistung beeinflussen. Da die Bolzen nicht wie in einem konventionellen Ofen durch Wärmeübertragung aufgeheizt werden, sind die Erwärmungszeiten in den Anlagen von IAS sehr kurz und die Temperatur kann sehr genau eingestellt werden.
Alle Anlagen der Maschinenserie ExtruLine sind modular aufgebaut, sodass sich individuelle Anforderungen an die Konfiguration jederzeit hocheffizient erfüllen und sie sich nahtlos in bestehende Fertigungslinien integrieren lassen. Das System ist so flexibel gestaltet, dass es sich in Verbindung mit vorgeschalteten Gasöfen zur Grunderwärmung der Bolzen oder als Stand-alone-Lösung betreiben lässt.
Direkte und präzise Erwärmung mit dem TEM-PRO heater
Der TEM-PRO Heater ist ein Temperatur-Profil-Erwärmungssystem. Es ermöglicht die exakte Temperaturführung beim Strangpressen und sorgt somit für den einwandfreien Fertigungsprozess beim isothermen Strangpressen. Durch die höhere übertragbare Leistungsdichte ist der TEM-PRO Heater, verglichen mit einem Gasofen, insbesondere bei großen Blockabmessungen deutlich leistungsfähiger. Hinzu kommt, dass ein Überhitzen der Blockoberfläche vermieden wird. Der TEM-PRO Heater erzielt je nach Einsatzgut einen sehr hohen Wirkungsgrad von bis zu 75 Prozent.
Der TEM-PRO Heater lässt sich entweder im Verbund mit einem konventionellen Ofen einsetzen, um bei den im Ofen vorerwärmten Bolzen ein Temperaturprofil einzustellen, oder als Stand-alone-Lösung betreiben. Durch die standardisierte Anbindung an Tools für das isotherme Strangpressen wird die Produktivität der gesamten Pressenlinie signifikant gesteigert.
Einsatz des TEM-PRO Heaters im intelligenten Verbund
Ein Gasofen allein reicht für die heutigen Anforderungen an die Temperaturführung moderner Aluminium-Strangpressen häufig nicht mehr aus. IAS hat basierend auf dem TEM-PRO Heater Konzept gemeinsam mit extrutec eine patentierte Inline-Erwärmung für Presswerke entwickelt. Damit ist es gelungen, eine kompakte Systemlösung bereitzustellen, die sich selbst bei sehr beengten Raumverhältnissen in eine vorhandene Pressenlinie integrieren lässt.
Das Inline-System besteht aus einem Gasofen mit verschiedenen Anwärmzonen und einem direkt anschließenden, mehrzonigen Induktionsofen. Die Stange wird zunächst im Gasofen erwärmt, im Induktionsofen erhält sie dann die gewünschte Endtemperatur, wobei das exakte Temperaturprofil des noch abzutrennenden Blockes berücksichtigt wird. Vor dem Pressvorgang wird dann die Stange mittels Säge oder Schere auf die erforderliche Bolzenlänge gebracht.
Diese neuartige Kombination sorgt für eine optimierte Energieausnutzung mit hochpräziser Temperaturführung. Beliebige axiale Temperaturgradienten (Taper) sind möglich. Das führt zu einem deutlich produktiveren Pressvorgang mit konstant hoher Produktqualität der stranggepressten Erzeugnisse. Außerdem wird eine ungewünschte Temperaturverteilung im Werkstück vermieden, die zu Prozessstörungen führen könnte. Durch diese Vorteile erzielt der Anlagenbetreiber bereits nach kurzer Zeit den Return-On-Investment des TEM-PRO Heaters.
Idealer Temperaturbereich nicht nur stranggepresste Edelstahlrohre
IAS hat moderne Induktionsanlagenkonzepte speziell für nahtlose, hochlegierte Stahlrohre entwickelt, die im Strangpressverfahren hergestellt werden. Bei komplexen Edelstählen muss dabei die Presstemperatur innerhalb sehr enger Bereiche liegen. Diese Anforderung wird genauso erreicht wie die Forderung der Betreiber, kleine Produktionslosgrößen mit wechselnden Geometrien in Sonderlegierungen profitabel herstellen zu können. Die Konzepte von IAS überzeugen dabei insbesondere durch hohe Wirtschaftlichkeit, Flexibilität, Energieeffizienz, schnelle Umrüstung sowie eine sichere Prozessführung. Dabei greift IAS auf sinnvolle Kombinationen aus Gasöfen und Induktionserwärmung zurück, sodass abgestimmt auf das Produktspektrum und die Prozesstechnik die Vorteile beider Erwärmungsarten zum Tragen kommen. In der Praxis haben sich folgende Kombinationen bewährt:
- Gasbeheizte Drehherdöfen mit reduzierter Atmosphäre und vertikaler, induktiver Nacherwärmung
- Bei kleineren Bolzenabmessungen bis 180 mm und Betrieb ohne Lochpresse, horizontale, induktive Vorwärmungsanlagen
- Gasvorerwärmung bis ca. 700 °C sowie induktive Zwischen- und Nacherwärmung
Durch Anwendung einer mehrzonigen Induktionserwärmungsspule in der Nacherwärmung sowie durch die Möglichkeiten der Frequenzanpassungen und einer stufenlosen Leistungsregelung mit IGBT-Umrichtern werden das Temperaturprofil prozesssicher beeinflusst und enge Temperaturgrenzen eingehalten. Je nach Konfiguration lassen sich elektrische Wirkungsgrade von bis zu 81 % erreichen – bei Titanlegierungen sogar bis zu 83 %.
Neue Ideen für bewährte Technik
Widerstands- und Induktionsheizsysteme für mehrteilige Strangpresswerkzeuge (Rezipienten) von IAS runden das Produktportfolio für Betreiber von Strangpressen ab und zählen zu den bewährten Technologien für temperaturgeregelte Anwendungen im Strangpressbereich.
Mit ihnen lassen sich die Leistung und die Zonenbeheizung variabel steuern, was den Anforderungen moderner Strangpressen entspricht. Des Weiteren können Vorwärmstationen, Verschlussstückheizungen für Indirektpressen und Stempelbeheizungen mit dieser Technologie realisiert werden. Die Heizungssysteme sind mit einer Schnellwechseleinrichtung ausgestattet.
Mit der C.O.P. Cartridge (Container Overheat Prevention) stellt IAS eine Heizpatronen-Lösung mit einem deutlich verbesserten Überhitzungsschutz bereit. Diese Innovation löst das kritische Problem der Überhitzung an der Heizstabbohrung. Bestehende Widerstandsheizungen lassen sich problemlos mit C.O.P. Cartridges umrüsten – und zwar ohne Änderungen am Rezipienten.
Broschüre: ExtruLine
Fachbericht: Induktive Beheizung von Kunststoffextrudern