Induktionserwärmung – die Zukunft der industriellen Wärmebehandlung
Erfahren Sie jetzt, wie Induktionserwärmung die Effizienz von Unternehmen steigert, Energie spart und innovative Anwendungen in verschiedensten Industriebereichen ermöglicht.
Induktionserwärmung – die Grundlagen
Induktionserwärmung ist ein industrielles Verfahren zum berührungslosen Erwärmen von elektrisch leitfähigen Materialien. Dazu werden die Werkstücke in das magnetische Wechselfeld einer Induktionsspule gebracht, sodass in ihnen Wirbelströme induziert werden, die zu einer Erwärmung des Materials führen.
Je nach Frequenz des Wechselfeldes ist es möglich, dass die Erwärmung tiefer im Bauteil oder nur in einer Randschicht eines Werkstücks erzeugt wird. Die COBES GmbH bietet Ihnen Mittel- und Hochfrequenzgeneratoren mit einer Leistung von mehreren 100 kW im Frequenzbereich von 10 kHz bis 3 MHz an. Diese Industrie-Generatoren können universell an verschiedene Erwärmungsaufgaben und Kundenbedürfnisse angepasst werden.
Durch die hohe Effizienz und Wirtschaftlichkeit gegenüber konventionellen Erwärmungsverfahren wird die Induktionserwärmung in vielen Bereichen in zunehmendem Maße erfolgreich eingesetzt. Hierbei stehen vor allem die einfache Integration, hohe Effizienz, Wirtschaftlichkeit und leichte Automatisierbarkeit im Vordergrund.
Vorteile der Induktionserwärmung gegenüber anderen Erwärmungsverfahren
Entdecken Sie die größten Vorteile der Induktionserwärmung und erfahren Sie, wie diese Technologie Ihre Produktionsprozesse optimieren kann.
- Energieeffizienz und Umweltschutz: Der hohe Wirkungsgrad minimiert den Energiebedarf und reduzieren somit Ihren CO₂-Fußabdruck.
- Wiederholbarkeit der Prozesse: Jeder Induktionsvorgang lässt sich exakt reproduzieren, was zu einer gleichbleibend hohen Qualität führt.
- Reduzierung von Ausschuss: Dank der zielgenauen Erwärmung wird das Material nur dort erhitzt, wo es nötig ist, was Ausschuss und Nachbearbeitungen reduziert.
- Automatisierung und Integration: Unsere Induktionslösungen lassen sich nahtlos in bestehende Produktionslinien einfügen und vollautomatisch steuern.
- Angenehme Arbeitsumgebung: Die geringe Abwärme sorgt für eine komfortable Temperatur am Arbeitsplatz und verbessert so das Arbeitsklima.
- Platzsparende Installation: Selbst leistungsstarke Induktionsanlagen benötigen überraschend wenig Platz, was sie ideal für Footprint-relevante Produktionsumgebungen macht.
- Bedienerfreundlichkeit: Die Handhabung der Induktionsanlagen ist unkompliziert und ermöglicht eine flexible Anpassung an wechselnde Produktionsanforderungen.
- Maßgeschneiderte Lösungen: Wir entwickeln Induktionslösungen, die exakt auf die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendungen zugeschnitten sind.
- Hoher Wirkungsgrad: Durch fortschrittliche Schaltungskonzepte erreichen unsere Induktionsverfahren Wirkungsgrade bis zu 100 %.
Die Induktionserwärmung repräsentiert die Zukunft der industriellen Wärmebehandlung, denn sie ist effizient, präzise und umweltfreundlich. Es ist also kein Wunder, dass das Erwärmungsverfahren immer häufiger in verschiedenen Bereichen der Industrie und Produktion zum Einsatz kommt.
Industrielle und technische Anwendungen von induktiver Erwärmung
Neben den klassischen Bereichen (Löten, Härten, Schmelzen und Glühen) wird die Induktionserwärmung immer häufiger in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Erwärmung von Packstoffen, Lebensmitteltechnik, Werkstoffprüfung, Draht- und Kabelerwärmung sowie in vielen Herstellungsprozessen im Automobilbereich eingesetzt.
Ohne physischen Kontakt oder über ein Übertragungsmedium bietet die induktive Erwärmung eine unvergleichliche Möglichkeit, Materialien zu erwärmen, die sonst schwer zugänglich oder mit herkömmlichen Methoden nicht effektiv behandelbar wären.
Aber auch gänzlich neue Wärmebehandlungen sind möglich, beispielsweise können durch das Vermischen von metallischen und nichtmetallischen Stoffen auch nichtleitende Materialien an unzugänglichen Stellen erwärmt werden, zum Beispiel plastische Massen, Klebstoffe und mehr.
Sogar Flüssigkeiten können erwärmt werden, was eine Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie für die Erwärmung von Saucen, Suppen und anderen Speisen denkbar macht. Um nichtleitende Materialien wie Flüssigkeiten, Kunststoff oder Glas zu erhitzen, kann auch ein elektrisch leitfähiger Suszeptor wie Graphit erhitzt werden, der die Hitze anschließend auf das nicht-leitfähige Material überträgt.
Induktive Erwärmung von Metallen
Wir kennen bereits die physikalischen Grundlagen und technische Anwendungen der Induktionserwärmung, aber wie genau funktioniert eigentlich die Erwärmung von Metallen wie Aluminium oder Stahl? Durch die Nutzung elektromagnetischer Felder ermöglicht die Induktionserwärmung eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung – ein klarer Vorteil gegenüber herkömmlichen Erwärmungsverfahren.
| Material | Herkömmliche Erwärmung | Induktionserwärmung |
|---|---|---|
| Stahl/Edelstahl | Traditionell erfolgt die Erwärmung durch direkten Kontakt mit einer Wärmequelle oder im Ofen, was zu gleichmäßiger Temperaturverteilung führt, jedoch ein zeitintensiver Prozess ist. | Induktion ermöglicht eine effiziente und schnelle Erwärmung durch das Werkstück hindurch, zudem können prozesstechnische Veränderungen der Materialstruktur vorgenommen werden. |
| Kupfer | Kupfer wird in der Regel in Öfen erwärmt, wobei die Wärmeübertragung langsam ist und viel Energie verbraucht. | Durch Induktion wird Kupfer schnell und gezielt erwärmt, was die Oxidation minimiert und die Energieeffizienz erhöht. |
| Aluminium | Die Erwärmung von Aluminium kann herausfordernd sein, da es Wärme schnell abgibt, was längere Erwärmungszeiten erfordert. | Induktionserwärmung passt perfekt zu Aluminium, da sie eine schnelle Durchdringung und eine präzise Steuerung der Wärmezonen ermöglicht. |
| Titan | Die Erwärmung von Titan erfordert oft spezialisierte Öfen, um die einzigartigen Eigenschaften zu bewahren und Oxidation zu vermeiden. | Induktionserwärmung ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Temperatur und Atmosphäre, was für die Bearbeitung von Titan ideal ist. |
| Gold & Edelmetalle | Traditionelle Methoden nutzen offene Flammen oder Öfen, was ein Risiko der Überhitzung und ungleichmäßige Erwärmung birgt. | Induktion bietet eine schonende Erwärmung, die das Risiko von Schmelzverlusten minimiert und eine gleichmäßige Temperaturverteilung sichert. |
Für die meisten Materialien bedeutet die Induktionserwärmung verbesserte Prozesseffizienz und damit eine beträchtliche Reduzierung von Energieverbrauch und Produktionszeiten.
COBES GmbH Generatoren – für den universellen Einsatz
Egal, ob Niederfrequenz oder Hochfrequenz – die COBES GmbH bietet Ihnen verschiedene Induktionsgeneratoren für Ihre individuellen Erwärmungsaufgaben. Als Anlagenhersteller entwickeln wir auch gerne maßgeschneiderte Systeme, deren Leistungsdaten und mechanische Eigenschaften an ihren Prozess angepasst sind. Hier finden Sie einige der wichtigsten Merkmale unserer Generatoren:
- Die Baureihe i-class deckt den Leistungsbereich bis 18 kW im Frequenzbereich bis 500 kHz ab und bis 1,5 kW im Bereich 1 bis 3,5 MHz.
- Die Baureihe i-class SK arbeitet im Bereich 10 bis 50 kHz und bis 100-400kHz bis zu mehreren 100 kW.
- Unsere Generatoren sind mikroprozessorgesteuert und verfügen über ein großes LCD-Display für eine komfortable Bedienbarkeit.
- Die 19-Zoll Bauform der i-class bis 18 kW ermöglicht den Einbau in einen Schaltschrank mit Industrienorm.
- Die Baureihe i-class SK ist in einem Schaltschrank mit Industrienorm eingebaut.
Detaillierte Informationen sowie sämtliche technische Daten können Sie aus den entsprechenden Datenblättern entnehmen.
Hybridbauteile für individuelle Erwärmungsaufgaben
Hybridkomponenten, insbesondere Metall-Kunststoff-Verbindungen, werden zunehmend in modernen Designs verwendet. Sowohl in Tragstrukturen im Automobil-, Eisenbahn- und Flugzeugbau als auch in Bereichen wie Steckverbindungen, in denen Metalle und Kunststoffe zu verbinden sind.
Das Plasma-Seal-Tight®-HybridTherm®-Verfahren der Systempartner (Plasmatreat / AKRO-Plastic / Kegelmann / COBES) verbindet die beiden Komponenten nicht nur mit noch nicht dagewesener Festigkeit, es verhindert auch zuverlässig die Kapillarwirkung und garantiert somit dichte Verbindungen. Erfahren Sie jetzt mehr über die Erwärmung von Hybridbauteilen.
Sonderlösungen – maßgeschneidert für Ihre Produktion
Neben den universell einsetzbaren Industriegeneratoren fertig die COBES GmbH auch Induktionsgeneratoren mit einer Leistung von bis zu 100 kW im Frequenzbereich 10 kHz – 3 MHz, die für spezielle Produktionsprozesse konzipiert werden.
Die Geräte bieten durch ihr einfaches Schaltungskonzept mit modernsten SiC-Transistoren eine kostengünstige Alternative zu den Universalgeneratoren. Die Anpassung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden. Der Generator wird hierbei in das Steuerungskonzept der Kundenanlage eingebunden und es werden hierdurch Ressourcen effizient genutzt.
Die Applikationsunterstützung im Vorfeld einer Lieferung geht von ersten Abschätzungen der benötigten Leistung und Frequenz, Aussehen des Induktors, über 3D-Simulationen bis zu einer betreuten Inbetriebnahme eines Leihgenerators, mit dem die Machbarkeit nachgewiesen werden kann.
Fazit
Die Induktionserwärmung nutzt magnetische Felder und Wechselstrom, um in leitenden Materialien gezielt Wärme zu erzeugen. Diese fortschrittliche Methode zeichnet sich durch hohe Effizienz und präzise Steuerbarkeit aus, wobei die Eindringtiefe und Stromdichte entscheidend für eine gleichmäßige Wärmeleitung im Werkstoff sind.
Besonders in Industrien, wo Wärmebehandlungen essenziell sind, bietet diese Technologie immense Vorteile. Gerne helfen wir Ihnen dabei, alle Vorteile der Induktionserwärmung auch für Ihren Produktionsprozess zu nutzen. Kontaktieren Sie uns jetzt, falls Sie weitere Informationen benötigen oder eine unverbindliche Beratung in Anspruch nehmen möchten.
FAQ
Was ist Induktion?
Induktion ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein sich veränderndes magnetisches Feld in einem leitenden Objekt einen elektrischen Strom erzeugt. Diese Methode ermöglicht die Erzeugung von Wärme in einem Werkstück ohne direkten Kontakt, was für verschiedene industrielle Anwendungen genutzt wird.
Was bedeutet induzieren?
Induzieren bezieht sich auf den Vorgang des Erzeugens eines elektrischen Stroms in einem Leiter durch Einwirkung eines externen magnetischen Feldes. Dieser Effekt wird genutzt, um gezielt Wärme in Materialien zu erzeugen, indem magnetische Felder um eine Spule erzeugt werden, die dann das Werkstück indirekt erwärmt.
Wie funktioniert Induktionserwärmung?
Bei der Induktionserwärmung fließt Wechselstrom durch eine Spule, wodurch ein magnetisches Wechselfeld entsteht. Dieses Feld durchdringt das nahegelegene Werkstück und induziert darin Wirbelströme. Diese erzeugen aufgrund des elektrischen Widerstands des Materials Wärme, wobei die Effizienz von der Frequenz des Wechselstroms und den magnetischen Eigenschaften des Werkstücks abhängt.
Welche Vorteile bietet die Induktionserwärmung?
Induktionserwärmung bietet im Vergleich zu traditionellen Erwärmungsmethoden signifikante Vorteile. Dazu gehören eine höhere Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, eine verbesserte Prozesskontrolle, die Fähigkeit, Wärme schnell und gezielt in bestimmte Bereiche des Werkstücks zu bringen, und eine Reduzierung der Oxidation durch die Minimierung direkter Kontaktflächen.