Paranna maalin kuivumisen tehokkuutta hiilikuituisten lämmityselementtien avulla

Tuotannon alkuvaiheessa monet uskoivat, että maalipinnoitteiden kuivausmekanismi on samanlainen kuin märkien materiaalien kuivausmekanismi, joka on ensisijaisesti lämmönsiirtoprosessi, joka ei liity kemiallisiin muutoksiin, vaan on puhtaasti lämmönsiirtoprosessi. Jatkotutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet, että puhtaasti fysikaalisen prosessin lisäksi, jossa lämpösäteily muunnetaan lämpöenergiaksi maalikerroksessa, myös kemialliset reaktiot ovat ratkaisevassa asemassa, erityisesti lämpökovettuvissa maalikalvoissa.

Maalipinnoitteiden kovettumisprosessi voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: diffuusiovaiheeseen ja kovettumisvaiheeseen. Diffuusiovaiheessa pinnoitteeseen syötetään lämpösäteilyä, joka pääasiassa esilämmittää ja lämmittää työkappaletta sekä haihduttaa riittävästi haihtuvia aineita. Kovettumisvaiheessa, jota kutsutaan myös kineettiseksi vaiheeksi, kemialliset sidokset kovettuvat aktiivisesti. Tehokas lämpötilan säätö on ratkaisevan tärkeää tässä vaiheessa, sillä kemiallisten reaktioiden nopeus määrää kuivumisprosessin etenemisen. Kemiallisen kinetiikan lakien mukaan lämpötilan nostaminen 10 °C:lla voi nopeuttaa kemiallista reaktionopeutta 1-3 kertaa.

Eräässä yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa validoitiin hiilikuituisten lämmityselementtien käyttö, joiden pintalämpötila on noin 600 °C. Nämä elementit sijoitettiin 10 cm:n etäisyydelle lämmityselementistä, ja ne säteilyttivät autojen teräsvanteiden maalipintaa infrapunasäteillä 3 minuutin ajan, jolloin saavutettiin perinteisissä tehdasuuneissa 30 minuutissa saavutettuja kuivumistuloksia vastaavat tulokset. Tämän vuoksi esimerkiksi Yhdysvalloissa ja Australiassa on muutettu autojen teräsvanteiden tuotantoprosesseja niin, että niissä on otettu käyttöön suunnattu infrapunasäteilylämmitys, jolloin lämmityssykli lyhenee 10 minuuttiin ja sähköenergiaresursseja säästyy merkittävästi.

Autojen teräsvanteiden maalauksessa, jossa käytetään pääasiassa akryyliä, jonka absorptiohuippu on voimakkaimmillaan 600 °C:ssa, tätä pintalämpötilaa vastaavien hiilikuituisten lämmityselementtien käyttö maksimoi infrapunasäteilyn hyödyntämisen. Hiilikuitulämmityselementtien ja perinteisten kuivausmenetelmien vertailukokeet antoivat seuraavat tulokset:

1. Tehtaan käyttäminen Resistance Strip patterit
   • Asennusteho: 256 kW
   • Kuivausjakso: 30 minuuttia
   • Kuivauskanavan pituus: 30 metriä
   • Pinnan kosteus kuivauksen jälkeen: 6%-7%
2. Hiilikuituisten lämmityselementtien käyttö 10 cm:n etäisyydellä toisistaan
   • Kuivausjakso: 2 minuuttia
   • Pintalämpötila kuivauksen jälkeen: 151°C
   • Pinnan kosteus kuivauksen jälkeen: 6%-6.8%

Kokeelliset tulokset osoittavat, että käyttämällä hiilikuituiset lämmityselementit infrapunasäteilyn lähteinä akryylimaalien kuivauksessa lyhentää merkittävästi kuivumisaikoja ja parantaa kuivauksen tehokkuutta.

Kiinalainen autoteollisuusyritys korvasi kuumailmakiertoisen kuivauskanavansa infrapunasäteilyn suuntaavalla kuivauskanavalla. Tämä muutos vähensi asennetun tehon 288 kWh:sta 216 kWh:iin, lyhensi kuivausjaksoa 30 minuutista 25 minuuttiin ja alensi laitteiston kokonaistehonkulutusta. Huolimatta siitä, että laitteistomuutoksen kustannukset kompensoitiin sähkönsäästöillä ja tuotannon tehokkuuden lisääntymisellä, hyödyt ovat huomattavat.

GlobalQT on johtava hiilikuitulämmityselementtien valmistaja, joka tarjoaa tehokkaita infrapunalämmitysratkaisuja. Lisätietoja saat vierailemalla osoitteessa verkkosivusto tai ota yhteyttä osoitteeseen contact@globalquartztube.com.