Het correct harden van remblokken met IR-verwarming
Als je ooit te maken hebt gehad met het harden van remblokken, weet je wat voor uitdaging dit is. Je moet voortdurend strijden tegen temperatuurproblemen. Als het buitenste deel van het remblok te snel hardt, terwijl het binnenste nog koud is, zit je in de problemen. Er ontstaan interne spanningen, thermische scheuren en die vervelende kleine poriën die ervoor zorgen dat het product direct niet voldoet aan de kwaliteitsstandaarden. Het is een nachtmerrie.
Wij lossen dit op door gebruik te maken van kortegolfinfrarode (IR-)emitters. In tegenstelling tot een gewone convectieoven, die alleen maar hete lucht rondblaast, dringt IR diep door tot in de organische bindmiddelen. Hierdoor wordt het materiaal van binnenuit verhit.
Het vermijden van het “huidsverschijnsel”
Thermische scheuren ontstaan wanneer het temperatuursverschil tussen het oppervlak en het midden van het materiaal te groot is. Je kunt het materiaal niet zomaar met hitte bestoken. Er moet eerst een geleidelijke verhoging van de temperatuur zijn, zodat de hitte goed door het materiaal kan dringen.
Wij gebruiken nauwkeurig afgestemde IR-lampen om deze hitteflux onder controle te houden. Door de sterkte van de lampen aan te passen, voorkomen we het “huidsverschijnsel”. Hierbij wordt het buitenste deel van het materiaal te hard en worden gassen vastgehouden in het materiaal. Deze gassen zorgen voor porositeit, waardoor het product niet voldoet aan de kwaliteitsstandaarden.
De apparatuur die het mogelijk maakt
Om de gewenste temperaturen te bereiken zonder dat de gereedschappen smelten, gebruiken we kwartscomponenten met hoge dichtheid.
Het goede nieuws is dat deze componenten snel werken. Je hoeft niet te wachten tot een grote ruimte op temperatuur is gekomen. We hangen deze componenten meestal aan een gesloten PID-systeem met een optisch pyrometer. Het pyrometer monitort continu het oppervlak van het remblok en stuurt de lampen aan om de sterkte van de hitte af te stemmen zodra de gewenste temperatuur is bereikt. Dit is een veel intelligenter manier van werken.
Het nadeel: kracht versus gereedschap
Er is echter een trade-off. IR-arrayen met hoge vermogens zijn zeer effectief – ze kunnen de tijd die nodig is om het materiaal te harden met 40% verkorten – maar ze leggen veel stress op het gereedschap. Als de metalen onderdelen te dun zijn en geen goede warmteafvoer hebben, zullen ze vervormen. Je moet ervoor zorgen dat je gereedschap sterk genoeg is om deze belasting aan te kunnen, anders moet je regelmatig vervormde onderdelen vervangen.
Een laatste tip: houd je lampen schoon. Een beetje stof op een kwartsbuis kan leiden tot hotspots. Dit zorgt voor ongelijkmatig harden van het materiaal en uiteindelijk kan de buis beschadigen. Houd ze dus schoon, dan werkt alles goed.