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완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법

申请号 KR1020167013150 申请日 2014-10-17 公开(公告)号 KR1020160113579A 公开(公告)日 2016-09-30
申请人 이노 히트 게엠베하; 发明人 메리니악,베른트;
摘要 적어도부분적으로에나멜링된(enameled) 컴포넌트를생산하기위한방법은특별히낮은에너지적소비및 낮은환경적부하를통해특별히높은물건품질을가능하게할 것이다. 이러한목적을위해서, 본발명에따라, 에나멜파우더를운반하는워크피스(2)가유도적으로(inductively) 가열되고, 워크피스(2)로의전자기침투깊이가최대로 1 mm이도록, 인덕터(4)의동작주파수가워크피스(2)의물질특성들을고려하여선택된다.
权利要求
  • 완전히 또는 부분적으로 에나멜링된(enameled) 컴포넌트를 생산하기 위한 방법으로서,
    에나멜 파우더를 운반하는 워크피스(2)가 유도적으로(inductively) 가열되고,
    상기 워크피스(2)로의 전자기 침투 깊이가 최대로 1 mm이도록, 인덕터(4)의 동작 주파수가 상기 워크피스(2)의 물질 특성들을 고려하여 선택되는, 완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법.
  • 제 1항에 있어서,
    적어도 300 kHz의 동작 주파수가 상기 인덕터(4)를 위해 선택되는, 완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법.
  • 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 워크피스(2) 상에 이미 존재하는 결함 에나멜 층이 유도성 가열에 의해 수리되는, 완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법.
  • 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 10 kW/cm 2 의 전력 밀도가 상기 인덕터(4)를 통해 상기 워크피스(2)에 유도적으로 전달되는, 완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법.
  • 说明书全文

    완전히 또는 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A COMPLETELY OR PARTIALLY ENAMELED COMPONENT}

    본 발명은 적어도 부분적으로 에나멜링된(enameled) 컴포넌트를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.

    에나멜링은, 결과적으로 매우 스트레스가능하고, 화학적으로 중성이고, 내부식성이고, 매우 절연성이며 위생적으로 고품질인 복합 물질을 제공하는 기술적으로 비교적 비용이 많이 드는 프로세스이다. 장시간 안정성을 또한 고려했을 때, 에나멜링된 표면들이 특별한 장점들을 제공하는 많은 응용들이 존재한다.

    에나멜링된 컴포넌트들은 일반적으로, 적절한 사전-처리들 이후에 적절히 선택된 캐리어 바디 상에 에나멜 슬립(slip) 또는 에나멜 파우더(powder)를 적용하고, 그 위에서 그것들을 용융시키며, 대략 800℃ 내지 900℃ 범위의 온도에서 그것들을 버어닝(burning)시킴으로써, 생산된다. 다수의 방법들이 그 목적을 위해 이용가능하다. 현재, 에나멜링 프로세스는, 일반적으로, 캐리어 바디를 세정하고 사전-건조시키며 선택적으로 사전-가열하는 것과 후속적으로 캐리어 바디의 개별 표면, 일반적으로 금속 표면 ― 바람직하게는 강철 또는 주철 ― 상에 기판들(특히 실리케이트들)을 적용하는 것 ― 그것 모두는 부분적으로 몇몇 스테이지들에서 이루어짐 ―, 그리고 이어서 에나멜 파우더 또는 에나멜 슬립의 용융 온도가 도달되고 "용융된" 기판 또는 에나멜 파우더가 대략 820℃에서 캐리어 물질과 밀접한 연결에 들어갈 때까지, 이러한 방식으로 준비된 표면에 열을 방사함으로써 그 표면을 가열시키는 것으로 구성된다.

    그러한 에나멜링 프로세스는 일반적으로 고품질의 다기능 물건을 제공한다는 것이 사실이다. 그러나 다른 한편으로는, 그러한 생산은 비교적 에너지-소모적이면서 자원-집약적이다. 특히, 용융 및 버어닝 프로세스들은 에너지를 특별히 많이 소비한다.

    따라서, 본 발명은, 특별히 낮은 에너지 소비 및 낮은 환경적 부하를 통한 특별히 높은 물건 품질을 가능하게 하는 적어도 부분적으로 에나멜링된 컴포넌트를 생산하기 위한 방법을 제공하는 문제점에 기초한다.

    이 문제점은 본 발명에 따라 에나멜 파우더를 운반하는 캐리어 바디를 유도적으로 가열함으로써 해결되는데, 워크피스로의 전자기 침투 깊이가 최대 1 mm가 되도록, 인덕터의 동작 주파수가 워크피스의 물질 특성들을 고려하여 선택된다.

    본 발명은, 캐리어 바디 상의 에나멜 파우더 또는 기판 물질을 "용융"시킬 때, 에나멜링 프로세스에 관련된 일반 파라미터들, 특히 로컬 변환 온도들을 신뢰적으로 관측함으로써 물건 고품질이 보장될 수 있다는 것을 고려하는 것으로 시작한다. 이러한 마지널 조건을 특별히 관측함으로써, 필요한 에너지 수요 ― 그리고 그와 함께 또한 동반되는 환경적 부하 및 자원들의 소비 ― 가 변환 또는 용융 프로세스 동안 에너지 적용을 로컬 공간 영역에 집중시키는 방식으로 제한 및 감소시킴으로써 특별히 낮게 유지될 수 있고, 원하는 변환 프로세서가 실제로 이루어질 것이다. 에나멜 파우더를 운반하는 캐리어 바디가 전체적으로 그리고 그로 인해 그것의 전체 볼륨에서 그리고 큰 표면에 걸쳐 용광로에서 가열되어 뜨거워지는 일반적인 방법으로부터 의도적으로 벗어나서, 의도된 물질 변환이 제한될 캐리어 바디의 제한된 공간 영역을 로컬적으로 제한되는 집중된 방식으로 뜨겁게 하는 것이 이제 제공된다. 이는 유도성 가열을 통해 캐리어 바디를 로컬적으로 가열시킴으로써 특별히 간단한 방식으로 달성될 수 있다.

    따라서, 에나멜링 프로세스를 위한 가열 필요성이 제 3 매체를 통해 기판에 그리고 이어서 표면을 통해 캐리어 물질과 기판의 인터페이스의 계면에 적용되지 않는다. 대신에, 특히 캐리어 바디와 기판 또는 에나멜 파우더의 계면에 있는 관련된 공간 영역이 직접적으로 그리고 즉시적으로 유도적으로 가열된다. 이는, 에나멜 층의 형성 프로세스(버어닝/경화) 동안 에나멜 층이 일반 방법을 통해서와 같이 표면으로부터 캐리어 바디 쪽으로가 아니라 캐리어로부터 표면 쪽으로 직접적으로 성장하여 축적된다는 사실을 유도한다.

    에나멜링 프로세스에 의해 생성되는, 금속 캐리어 물질과 열적 유약 간의 연결은 이러한 방식으로 명확히 개선되는데, 그 이유는 에너지 또는 열 증착이 내부로부터 생기기 때문이다. 이는 캐리어 바디 상의 에나멜 층의 명확히 개선된 정착 및 새로운 에나멜링 품질을 유도한다. 특히, 캐리어 물질 상에 기판 또는 에나멜링 물질의 접착은 ― 심지어 "크리티컬 스폿들에서도" ― 더욱 개선되고, 특히 코너들 또는 에지들에서의 클립핑 오프(clippinf off)가 더욱 명확히 감소된다.

    게다가, 공기 또는 다른 습기들의 임의의 어클루젼(occlusion)들 또는 다른 어클루젼들이, 층-형성 프로세스 또는 후속적인 경화 프로세스 동안에, 캐리어 바디의 계면으로부터 외부로 벗어나는데, 그 이유는 표면이 층-형성 프로세스 동안에도 여전히 "오픈"되어 있기 때문이다. 공기 또는 가스의 원치않는 버블-유형 어클루젼들에 의해 야기되는 임의의 가능한 문제들이 최소화된다.

    제 2 및/또는 제 3 기판 또는 물질 층을 적용함으로써, 특정 윤곽들이 하부 기판 층에 적용되어 용융될 수 있다. 이는 특별히 예컨대 광고들을 위해 활용될 수 있다. 하부 층 상의 로고들의 경우, 예컨대, 상이한 컬러/타입의 기판(예컨대, 스크린 프린팅/템플릿들)이 분사되고 즉시 용융되며, 상응하게 설계된 인덕터(만약 필요하다면, 추가적인 인덕터)를 추적함으로써 경화될 수 있다. 숙련된 변형 및 조합을 통해, 창조성 및 다양성에 대한 어떤 한계들도 설정되지 않는다.

    버어닝 프로세스를 정확히 말하기에 앞서, 특정 기판 응용들에 대한 사전-건조 또는 사전-가열을 위해서 다른 인덕터 또는 그렇지 않으면 동일한 인덕터를 통해 (더 적은 전력 입력 또는 더 짧은 노출 시간으로) 유도성 가열이 또한 활용될 수 있고, 그로 인해 특히 개선된 접착이 달성될 수 있다. 개별 세정 상태들 간의 유도성 건조가 또한 가능하다.

    유도성 가열은 필요한 프로세스 시간들 및 전력들을 상당히 감소시키고, 상응하는 프로세스 개선들의 결과로, 또한 실제로 버어닝에 앞서는 이러한 스테이지들에서 장비 및 프로세스 기술을 위한 비용을 또한 감소시킨다.

    유도성 가열이 수리 목적들을 위해 특별히 바람직한 방식으로 사용되고, 그로 인해서 특히 에나멜 코팅에서 개별적인 결함 스폿들에는 예컨대 에나멜링 페이스트(paste)가 로컬적으로 제공되고, 이어서 수리가 요구되는 컴포넌트가 로컬적으로 유도적으로 가열됨으로써, "대체 에나멜"이 적용된다.

    적절하게 말해서 임의의 여전히 필요한 용광로들에 제공되어야 할 수도 있는 표면들 및 공간들은, "챔버"들이 잘 격리되어 있는 경우에는 명확히 감소된다. 유도성으로 인해서, 매우 로컬적이고 의도적인 가열이 가능하다. 많은 에너지 손실들을 가지면서도 지금까지는 절대적으로 필요했던 넓은 영역에 걸친 가열이 따라서 회피될 수 있다. 그것은 에너지적으로 유리하고 환경적으로 친화적이다.

    용융 및 버어닝 프로세스들을 위해 레이저 기술을 사용하는 방법 및 이러한 원리로 인해 발생하는 스트라이핑된 구조와 비교해서, 유도성 솔루션은 ― 예컨대 넓은 부분들을 스캐닝할 때 ― 이러한 단점을 나타내지 않는다. 오히려 그것은 코팅의 한 라인씩의 용융 및 소프트한 전이들을 허용하고, 이는 최종적으로 "한 피스(piece)"의 표면을 초래한다.

    캐리어 바디의 유도성 가열을 통해, 이러한 가열은 캐리어 바디의 공간 영역으로 로컬적으로 제한되도록 실행되고, 그럼으로써 에너지 입력의 위치설정의 상응하는 선택을 통해, 선택적인 오브젝트-특정 프로세스 안내가 가능하다. 다른 변형들 외에도, "스캐닝"의 방식으로 캐리어 바디의 표면 구역들의 순차적인 스위핑(sweeping)이 또한 가능하다. 부분의 사이즈 및 형상에 따라, 완전히 넓은 영역에 걸쳐 또는 섹션들 내에서 바디를 스캐닝하고 가열하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 금속 내에서의 열 전도가 특히 효과적이고(그러나 이는 로컬화된 "버어닝 센터"에 단지 작은 영향만을 줌), 장애이기보다는 오히려 장점이고, 따라서 일종의 사전-가열 또는 기본적인 가열에 상응한다.

    일반적으로, 인덕터의 설계 및 구현에 대해 엄격하게 임의의 경계들이 세팅된다. 에나멜링의 경우에, 디스크 물질 또는 리셉터클들(예컨대, 에나멜링된 콘테이너/저장부)의 도처에서, 링 인덕터들이 절대적으로 상상가능하거나 유리하다. 매우 큰 영역 엘리먼트들의 처리될 표면이 스캐닝되고, 따라서 HF에 의해 "영역 인덕터"의 통해 가열될 수 있다.

    더 작은 광고 매체들에 대해서는 또는 보석류에 대해서는, 토로이드 코일 또는 형성된 토로이드 인덕터(직사각형/타원형 등)가 유리할 수 있다. 이러한 관점에서의 최적성들은 테스트들을 통해 결정될 수 있다.

    에나멜링될 부분들의 사이즈 및 특성은 또한 유도성 가열(MF 또는 HF)을 위한 주파수의 선택을 또한 단호히 결정하고; 많은 응용들에서는, HF를 선택하는 것이 분명히 유리할 것인데, 그 이유는 이 경우에 기판에 대한 계면이 특별히 처리/가열되기 때문이다(표피 효과).

    게다가, 특히 적절한 프로세스 안내를 통해 선택적으로 또한 가능한 유도 효과의 로컬 제한은 특히 산업적인 부분들 또는 고품질 소비자 상품들의 다른 방식으로 완전히 또는 부분적으로 긁히거나 깎이거나 손상된 표면들을 다시 프로세싱할 때 수리 섹터에서 특정의 고도의 효율적이고 비용적으로 유리한 솔루션에 대해 가능하다. 그러한 수리는 또한 설치 장소에서 직접 인-시츄(in-situ) 처리의 방식으로 특별히 유리하게 실행될 수 있는데, 즉 개별적인 컴포넌트의 디스어셈블리 및 리어셈블리를 필요로 하지 않고 실행될 수 있다. 처리를 요구하는 결함은 정확히 말하자면 처리 이전에 기계적으로 및/또는 화학적으로 바람직하게 세정되고, 부식이나 다른 오염들이 제거된다. 적절한 사전-처리 이후에는, 예컨대 프라이밍(priming) 등의 방식으로, 자신의 형상 및/또는 컬러가 처리를 요구하는 컴포넌트에 바람직하게 매칭되는 에나멜 충전제가 적용되고, 이어서 기존의 "오리지널 환경", 즉 로컬적인 아직 존재하는 코팅 잔여물 내에서 그리고 그것을 통해 유도적으로 그리고 신속하게 용융되고 즉시 버어닝된다. 윤곽들은 용융되고 서로 합쳐지고, 그로 인해서 수리된 표면의 균질의 전체적인 임프레션(impression)이 제공된다. 수리된 부분적인 영역이 물질, 특히 에나멜 충전제의 적절한 선택을 통해 컬러 및/또는 표면 특성들에 관해 기존의 오리지널 표면에 매칭되거나 그렇지 않으면 의도적으로 광학적으로 강조될 수 있고, 그로 인해서 그것은 독립적인 세그먼트로서 구별될 수 있다.

    특히 "크리티컬"한 정교한 및/또는 민감한 기술적 부분들의 경우에는, 표면 코팅을 적용할 때 예컨대 외부 표면 아래에 1 mm 보다 더 깊이 놓이는 구조 층들을 보호하고 그에 대한 손상을 회피하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 필요요건은 비교적 높은 에너지 밀도, 고주파수들 및 유도성 가열의 짧은 노출 시간과 함께 고려될 수 있다. 유리하게, 동작 파라미터들, 즉 특히 에너지 밀도, 주파수 및/또는 노출 시간은 캐리어 바디의 개별적인 물질 특성들을 고려하여 그리고 그의 관점에서 특별히 선택된다. 예컨대, 가장 일반적인 캐리어 물질들인 강철, 구리 및 알루미늄은 다음과 같은 열 전도도들(W/(mK))을 갖는다: 강철 50 구리 300, 알루미늄 240. 그러므로, 프로세서 안내를 위한 동작 파라미터들이 캐리어 물질에 적절하게 매칭되도록 유리하게 선택되어, 에나멜링 매스(mass)의 균일하고 재생산가능한 용융 동작이 획득된다.

    전체 표면 상에서의 MF 전체 가열 및 버어닝은 또한 설계 목적들을 위해 다른 기판 및 HF 유도를 갖는 제 2 단계가 후속하는 제 1 단계에서 상상가능하다.

    전류의 관점에서 볼 때, 프로세스 과정 및 에나멜링 품질은 다음의 것들에 의해 특별히 영향을 받는다:

    ― 캐리어의 물질 및 캐리어의 특성

    ― 에나멜링 물질(기판)의 품질

    ― 사전-처리 단계들의 범위 및 품질

    ― 전체 장치의 구조/적합성

    ― 적절한 컨버터의 선택(전력, 주파수)

    ― 인덕터의 설계

    ― 유도의 방법 파라미터들

    ― 커플링 거리

    ― 전력(또한 등급화될 수 있음!)

    ― 노출 시간/가열 시간

    ― 스캐닝 프로세스에서: 인덕터의 이동들의 코스(속도, 방향, 발진 곡선)

    특별히 바람직한 방식으로, 코딩될 표면에 관한 인덕터의 이동들의 코스는 다른 프로세스 파라미터들, 이를테면 예컨대 처리 온도, 전달되는 에너지 또는 전력 밀도들 등을 고려하여 적절하게 선택되고 조정된다. 물질 필요요건들을 고려하여, 그것은 예컨대 개별적인 처리되는 공간 영역들에 걸쳐 충분히 빠르게 인덕터를 통과시킴으로써 한편으로는 현재 유도적으로 가열되는 지역들과 다른 한편으로는 현재 가열되지 않는 지역들 사이에서 코팅될 컴포넌트의 과도한 온도 차이들을 회피하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 물질의 피스의 열적 변형들을 회피하거나 적어도 이들을 작게 유지하는 것이 가능하다. 선형 및/또는 회전 이동들 또는 이들로 구성되는 이동 프로파일들은 예컨대 처리될 표면에 걸쳐 개별적인 인덕터의 상상가능한 이동 패턴들이다.

    일반적으로, 폭 제한들 내에서 가변적인 방식으로 오브젝트 및 특정 필요요건들에 적응되는 에나멜링 프로그램을 실행하고 각각의 오브젝트 포인트를 특정 방법 파라미터들과 연관시키는 것이 가능하다. 이는 매우 많은 수의 설계 가능성들을 유도한다. 특히 아래의 특징들이 특별히 유리한 것으로 고려된다:

    ― 예컨대 라운드형, 스캐닝을 위한 플랫형, 오브젝트 크기 및 응용에 따른 단일 및 다중-턴(turn), 구불구불-형상 영역 인덕터(더 큰 "작업 표면")(또한, 오브젝트에 적응되게 반원형, 타원형 또는 직사각형 설계를 가짐)인 인덕터 설계는 응용-지향 방식에 있어 복잡하고 광범위한 변형들을 갖는다.

    ― 프로세스 과정 및 에나멜링 품질이 관심이 있는 한, 일반적으로 모든 금속들이 유리한데, 특별히 바람직하게는 양호한 유도성 커플링을 갖는 금속들(철, 강철, 합금들), 즉 구리, 알루미늄, 귀금속들(예술품!), 금, 은, 백금이 유리하다.

    ― 에나멜링 물질의 품질은 구성물, 화학적 성질, 결정 사이즈들, 사전-처리를 고려하여 선택되어야 한다.

    ― 캐리어 물질의 특별히 바람직한 사전-처리는 세정, 세척, 건조, 화학적 사전-처리, 탈지를 포함한다.

    프로세스 안내에서 동작 파라미터들의 선택을 위한 관련 파라미터는 또한 일반적으로 주파수 및 온도에 따른 물질 표면으로의 전자기장의 침투 깊이이다. 그러므로, 특별히 어쩌면 보호를 필요로 하는 더 깊은 구조 층들을 고려하면, 인덕터의 처리 온도 및/또는 동작 주파수는 침투 깊이가 최대로 대략 1mm이도록 특별히 바람직하게 선택된다.

    캐리어 물질로서 구리의 경우, 이는 예컨대, 대략 20℃의 처리 온도에서 인덕터의 동작 주파수는 대략 10 kHz 이상이도록 선택되는 반면에 대략 100℃의 처리 온도에서는 바람직하게 20 kHz 초과의 동작 주파수가 이러한 기준을 위해 제공된다는 것을 의미한다. 그러나, 대략 20℃의 처리 온도에서는, 바람직하게 대략 500 Hz 초과의 동작 주파수들이 캐리어 물질로서 강철을 위해 제공되고, 대략 1 kHz 동작 주파수가 캐리어 물질로서 알루미늄을 위해 제공된다.

    에너지적인 장점들이 매우 잘 이해될 수 있고, 응용의 각각의 구체적 경우에는 측정 기술에 의해서 어떤 의심이 없이 기록될 수 있다. 이는 환경적인 친화성을 즉시 유도하는데, 그 이유는 강한 용광로 가열은 ― 어떤 방식일지라도 ― CO 2 의 높은 방출을 의미하기 때문이다. 게다가, 유도성 가열은 해당 컴포넌트에 부여되는 로컬적으로 상이한 필요요건들의 경우에서 조차도 생산 프로세스에서 특별히 양호한 재생산성을 허용한다.

    3 개의 수치 값들의 비교가 여기서 설명되는 에너지적인 장점들을 명확히 예시한다:

    가열의 타입 전력 전달(W/cm 2 )

    대류(분자 이동, 풀링) 0.5

    방사(용광로, 저항 가열) 8

    유도성 가열(부분 자체에서, 전달 매체없이) 30,000

    유리하게, 적어도 300 kHz의 동작 주파수가 인덕터를 위해 선택된다. 이러한 방식으로, 다양한 물질들 또는 주변 조건들의 경우에서 조차도, 전자기 침투 깊이가 표면 바로 부근에 대한 가열을 제한하기 위해 충분히 작게 유지될 수 있는 것이 보장될 수 있다.

    다른 유리한 실시예에서, 워크피스 상에 이미 존재하는 결함 에나멜 층은 유도성 가열의 도움으로 수리된다. 이는 필요요건들에 정확하게 일치하여 및 그에 따라 로컬적으로 제한되어 매우 잘 포커스가능한 열 입력으로 인해 자원을 적게 쓰는 방식으로 수행될 수 있다.

    유리하게, 적어도 10 kW/cm 2 의 전력 밀도가 인덕터를 통해 워크피스로 유도적으로 전달된다. 따라서, 에나멜 파우더 또는 슬립의 용융 온도가 도달될 수 있는 기간들이 특별히 짧아지고, 그로 인해 표면 지역으로의 열 입력이 제한되고 전체적으로 볼때 비교적 낮게 유지될 수 있다.

    에나멜링된 표면들의 특별한 특성들 및 장점들을 특별히 고려하여, 예컨대 큰 규모의 터널 라이닝들을 위해 사용되는 엘리먼트들이 감소적인 생산 비용들을 통한 거대한 시뮬레이션으로 이어질 것이지만, 또한 많은 리셉터클들(식수, 약물 등)의 생산을 위해 긍정적인 시간 및 비용 팩터가 판매-촉진 효과를 가질 것이라는 점이 아마도 상상가능하다.

    온도 입력을 코팅될 컴포넌트의 실제 표면 지역들로 일관적으로 제한함으로써, 피부 효과들의 일관적인 활용을 통해, 더욱이, 에나멜 및 금속의 조합의 의미에서 복합 물질의 방식으로 표면 코팅들을 또한 적용하는 것이 특별히 유리한 개선에서 가능하다. 이러한 방식으로 또는 그렇지 않으면 그와 같은 적절하게 선택된 에나멜링 코팅들을 통해서, 부식-위험 컴포넌트들 또는 공격적인 환경에서 사용하기 위한 컴포넌트들, 이를테면 예를 들어 그리고 특별히 바람직하게는 흘수선(water line) 아래의 선체들 등을 위해 형성된 부분들을 효율적으로 보존하는 것이 특별히 바람직한 용도에 있어 가능하다.

    독립적으로 창의적인 것으로 간주되는 대안적인 특별히 유리한 용도에서, 컴포넌트의 유도성 가열의 개념은 파우더 코팅/버어닝을 위해(바람직하게는 문틀들, 문 여닫이 부분들, 외관 엘리먼트들, 펜스 엘리먼트들, 또는 다른 건물 물건들을 위해), Teflon 코팅을 위해, 또는 표면들의 다이아몬드, 세라믹 및/또는 크리스탈 코팅을 위해 사용된다.

    본 발명의 한 예시적인 실시예가 도면을 통해 더욱 상세히 설명되는데, 도면은 워크피스를 코팅하기 위한 에나멜링 설비를 도시한다.

    도면에 따른 에나멜링 설비(1)는 워크피스(2) 상에 부식-방지 에나멜 코팅을 적용하기 위해 제공된다. 에나멜링 코팅은 먼저 적절히 선택된 소스 물질, 특히 소위 에나멜링 페이스트를 워크피스(2) 상에 적용함으로써 생성된다. 이어서, 워크피스(2)는 응용이 실행될 그 공간 영역에서 에나멜링 물질의 용융 온도 위의 온도까지 가열되고, 그로 인해서 에나멜링 물질의 용융이 시작된다. 작업 온도로서, 워크피스(2)의 물질의 함수로서 선택되는 최소 온도는 개별적인 처리되는 공간 영역에서, 예컨대 워크피스(2)의 물질로서 알루미늄의 경우에는 대략 500℃를 초과하고 워크피스(2)의 물질로서 강철의 경우에는 대략 850℃를 초과한다.

    에나멜링 설비(1)는 특별히 적은 자원들, 즉 특히 적은 에너지 소비의 사용을 통해 고품질의 균일 표면을 갖는 고품질 코팅 결과를 달성하기 위해 특별히 설계된다. 이러한 목적을 위해, 에나멜링 설비(1)는 전자기 유도를 통해 워크피스(2)의 로컬 또는 지역-방식 가열을 위해 설계된다. 에나멜링 설비(1)는 유도 헤드 또는 인덕터(4)를 포함하는데, 그 유도 헤드 또는 인덕터(4)는 컨버터 및 제어 유닛을 포함하는 에너지-공급 유닛(8)과 전기 라인 시스템(6)을 통해 연결된다. 동작 동안에, 인덕터(4)는 워크피스(2)의 표면 위에 그리고 그 가까이에 위치되고, 그로 인해서 인덕터(4)로부터 방사되는 전자기 교번 자장이 워크피스(2)의 표면으로 커플링되어 그 워크피스(2)를 가열한다.

    인덕터(4)는 자신의 지오메트릭 및 설계 파라미터들에 관해 많은 가능한 변형들로 구성될 수 있다. 특히, 동작 동안에 각 경우에 동시에 가열되는 워크피스(2)의 표면 세그먼트의 사이즈를 또한 결정하는 인덕터(4)의 측방향 연장은, 비교적 작게 되도록(수 cm 2 또는 심지어 그 미만, 에나멜링 동안 워크피스 표면의 로컬적으로 매우 차별화된 처리를 가능하게 함), 비교적 크게 되도록(예컨대 1000 cm 2 또는 심지어 그 초과, 비교적 큰 영역 및 그로 인해 심지어 비교적 큰 전체 표면들의 신속한 처리를 가능하게 함) 또는 이러한 제한들 사이에 놓이는 값들을 갖도록, 응용의 함수로서 구성될 수 있다.

    에나멜링 설비(1)는 소위 "스캐닝 모드"의 경우 인덕터(4) 및/또는 워크피스(2)에 대해 예컨대 상세히 도시되지 않은 홀딩 디바이스들에 의해서 설계되고, 인덕터(4)는 에나멜링 프로세스 동안 워크피스(2)의 표면에 관해 x 및/또는 y 방향(화살표들(10)에 의해 도면에 도시됨)으로 이동되어, 표면을 스캐닝한다. 그러한 모드에서, 인덕터(4)가 워크피스(2)의 전체 표면에 걸쳐 서서히 이동될 수 있고, 그로 인해 상기 표면은 완전하게 스캐닝되고, 물질 표면의 완전한 처리가 실행된다. 그러나, 대안적으로, 인덕터(4)는 또한 워크피스(2)의 표면의 선택된 부분들 또는 세그먼트들 상에서만 단지 활성될 수 있는데, 이는 바로 그 필요요건-지향 활용 및 그에 따른 매우 낮은 전체적인 에너지 소비로 인해 예컨대 손상된 표면 부분들 등을 수리하는데 매우 유리하다.

    워크피스(2)의 표면에 걸친 인덕터(4)의 이동이 예컨대 적절한 모바일 홀딩 또는 운반 암들 그리고 적절한 자동화된 활성에 의해 실행될 수 있다. 독립적으로 창의적인 것으로 간주되는 대안적인 특별히 유리한 실시예에서, 인덕터(4)는 그러나 워크피스(2)의 표면에 걸쳐 수동적으로 이동될 수 있는 휴대용 핸드헬드 디바이스로서 또한 구성될 수 있다.

    에나멜링 설비는 워크피스(2)의 표면 처리에 있어 특별히 자원이 적에 드는 동작 모드를 위해 구성되고, 여기서는 에너지 소비 및 물질 소비 둘 모두가 특별히 낮게 유지되어, 동시에 표면의 높은 물질 품질을 달성할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 그것은 워크피스(2)의 유도성 가열 동안에, 워크피스(2)의 더 깊은 층들 또는 공간 영역들의 과도한 가열을 생성함이 없이 워크피스(2)의 실제 표면에 가능한 멀리 유도적으로 생성되는 가열을 제한하기 위해 소위 피부 효과, 즉 금속 표면들로의 전자기 교번 자장들의 제한된 침투 깊이를 일관적으로 이용하기 위해 제공된다. 이러한 목적으로 위해, 에나멜링 설비(1)의 동작 파라미터들은, 침투 깊이가 최대로 대략 1 mm이도록, 워크피스(2)의 물질 특성들을 고려하여 선택된다.

    캐리어 물질로서 구리의 경우, 이는 예컨대, 대략 20℃의 처리 온도에서 인덕터의 동작 주파수가 대략 10 kHz 이상이도록 선택되는데 반해 대략 100℃의 처리 온도에서는 바람직하게 대략 20 kHz 초과의 동작 주파수가 이 기준을 위해 제공된다는 것을 의미한다. 그러나, 대략 20℃의 처리 온도에서는, 바람직하게 대략 500 Hz 초과의 동작 주파수들이 캐리어 물질로서 강철의 경우에 제공되고, 대략 1 kHz 초과의 동작 주파수들이 캐리어 물질로서 알루미늄의 경우에 제공된다.

    심지어 다양한 동작 조건들 아래에서도 올바른 표면 효과를 보장하기 위해서, 적어도 300 kHz의 동작 주파수가 선택된다. 이러한 방식으로, 침투 깊이가 모든 예상가능한 조건들 아래에서 충분히 작게 유지될 수 있고, 그럼으로써 가열이 당면한 표면 영역으로 계속 제한될 수 있고, 더 깊은 구조 층들이 눈에 띄게 가열에 노출되지 않는 것이 달성된다.

    나머지 동작 파라미터들은 제공되는 자원을 적게 쓰는 동작 모드를 고려하여 또한 적절하게 선택된다. 인덕터(4)는 특히 대략 10 kW/cm 2 의 전력 밀도로 동작된다(방사 표면으로 지칭됨). 특별히, 워크피스(2)로의 제공되는 작은 침투 깊이와 결합하여, 이는, 워크피스(2)의 표면 지역에서 가열될 공간 영역이 높은 전력 밀도에 노출되고, 그로 인해서 필요한 처리 시간들, 즉 특히 표면에서 에나멜 페이스트의 용융 온도에 도달하기까지의 처리 시간들이 특별히 짧게 유지될 수 있다는 것을 의미한다.

    파라미터들의 그러한 선택에 대한 특별히 유리한 양상은, 특별히 표면으로 향하는 가열로 인해, 심지어 비교적 얇은 코팅들이 생성될 수 있고, 그 코팅들의 물질 특성들, 이를테면 예컨대 탄성 등이 기판 또는 캐리어 바디에 따라 지향된다는 사실에 있다.

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