Flugzeuge und Automobile sollen leichter werden, müssen jedoch genauso sicher bleiben. Rotorblätter von Windenergieanlagen sollen leicht, aber gleichzeitig sehr belastbar sein. Infrarot-Wärme kann helfen, diese Anforderungen zu erfüllen.
Bei der Fertigung von Kompositmaterialien werden verschiedene Wärmeprozesse benötigt, etwa zum Aushärten der duroplastischen Kunststoffe. Thermoplasten werden erwärmt, um sie zu verschweißen, zu formen oder umzuformen.
Moderne Infrarot-Wärmetechnologie bietet dafür einige Vorteile. Infrarot-Strahler zeigen sehr kurze Reaktionszeiten innerhalb von Sekunden, das macht Wärme regelbar und hilft, Energie richtig zu dosieren. Wenn die Wärmequelle nur dann angeschaltet sein muss, wenn sie gebraucht wird, spart man Energie. Infrarot-Systeme sind relativ kompakte Wärmeeinheiten, die große Werkteile am Band erwärmen, ohne dass ein großvolumiger Ofen für das komplette Teil benötigt wird. Und Infrarot-Strahlung kann genau an Produkt und Prozess angepasst werden.
Ein britisches Unternehmen setzt Behälter aus glasfaserverstärktem Polypropylen für die Wasseraufbereitung ein. Die zylindrischen Wassertanks werden aus zwei Hälften gefertigt, die dann durch kurzwellige Infrarot-Strahlung miteinander verschweißt werden. Die Glasfasern sorgen dafür, dass die Behälter möglichst robust sind, denn sie sollen im Gebrauch einem Innendruck von etwa 10 bar standhalten können. Sie sind aber auch der Grund dafür, dass herkömmliches Schweißen mit Kontaktwärme schwierig durchzuführen ist. Die Glasfasern im Kunststoff werden durch das Anschmelzen der Oberfläche frei gelegt und beschädigen die heißen Kontakt-Platten.
Infrarot-Strahler übertragen dagegen Energie kontaktfrei und erzeugen die Wärme erst im Material. Es kann also kein Material an der Wärmequelle hängen bleiben. Ein Modul mit sechs kurzwelligen Infrarot-Strahlern erhitzt die Enden der vorgefertigten Zylinderhälften, dann wird das Modul automatisch herausgefahren. Die Teile mit den erwärmten, weichen Enden werden zusammengedrückt und so verschweißt.
Tests haben gezeigt, dass diese Verbindung auch unter sehr hohem Druck hält, bis zu 28 bar wurden angelegt, ohne die Verbindung zu zerstören.
Infrarot-Wärme wird immer dann eingesetzt, wenn Wärmeprozesse mit besonderen Vorgaben an Platz, Zeit oder Qualität gelöst werden sollen.
Dr. Marie-Luise Bopp Marketingmanagerin bei der Heraeus Noblelight GmbH in Kleinostheim
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