CD Automation produce unità di potenza a tiristori di massima qualità, destinate all’efficientamento dei processi industriali che richiedono un puntuale monitoraggio della potenza e della termoregolazione. Tali unità trovano impiego in una varietà di settori, tra cui le numerose applicazioni che utilizzano lampade a infrarossi.
Ci eravamo già occupati, in precedenza, della professionalità con cui CD Automation accompagna i propri clienti impegnati in processi di stiro soffiaggio. Un’operazione in cui le lampade a infrarossi svolgono un ruolo di primo piano.
Lo stesso si verifica in una lavorazione fondamentale per l’esecuzione di verniciature di qualità, di cui oggi ci occuperemo largamente: l’asciugatura delle vernici.
Asciugatura: un processo termico
Di base, per applicare diversi rivestimenti, come vernice e colore, è necessario il calore. La funzione delle lampade a infrarossi è infatti quella di garantire l’asciugatura delle vernici bagnate a base di acqua e di accelerare la procedura di scioglimento delle vernici in polvere. Per ottimizzare il risultato è fondamentale adeguare l’irraggiatore IR alle caratteristiche del prodotto da riscaldare, tanto in termini di lunghezza d’onda quanto di forma e di potenza. Il corretto adattamento della radiazione consente di procedere al rapido assorbimento della vernice, evitando il surriscaldamento e garantendo la protezione del materiale e dell’ambiente.
Le fasi dell’asciugatura delle vernici
L’asciugatura delle vernici, anche detta essiccazione, è un processo costituito normalmente da due fasi: una prima fase prettamente fisica durante la quale si verifica l’evaporazione dei solventi (acqua, idrocarburi, alcoli, chetoni) e una seconda fase chimica nella quale si ottiene la polimerizzazione delle resine (leganti) in esso contenute.
Non tutti i prodotti vernicianti richiedono la fase chimica: i prodotti termoplastici (o non-reticolabili) terminano l’essiccazione con l’evaporazione dei solventi. Al contrario, i prodotti termoindurenti (o reticolabili) presentano anche la fase di polimerizzazione.
Le apparecchiature coinvolte
L’asciugatura dei prodotti vernicianti avviene generalmente in un forno, nel quale la temperatura dipende sia dal tipo di prodotto, sia dal materiale che compone la superficie verniciata, sia dal tipo di tecnologia adottata.
L’essiccazione può essere effettuata grazie a differenti apparecchiature:
- pannelli riscaldanti a gas a fiamma nuda;
- pannelli riscaldanti a gas tramite combustione catalitica senza fiamma;
- tubi, lampade e piastre radianti riscaldati elettricamente;
- irraggiamento a microonde.
I numerosi vantaggi dell’asciugatura a infrarossi
Le lampade a raggi infrarossi sono in grado di produrre calore mirato e diretto sulle superfici, assicurando un’asciugatura uniforme e rapida, per un risultato impeccabile sia sotto il profilo estetico che protettivo. Inoltre, il funzionamento avanzato di questi sistemi di riscaldamento permette di eliminare l’umidità e di basare il funzionamento sull’energia elettrica, che non richiede l’impiego di sostanze chimiche o combustibili, dannosi per la salute e dispendiosi per le tasche degli imprenditori. Questo vantaggio fa sì che le lampade a infrarossi possano essere adoperate anche in presenza di sostanze infiammabili, come possono essere le vernici, assicurando la sicurezza dei lavoratori.
Una radiazione in risonanza col materiale
Affinché si verifichino i benefici appena elencati, è però necessario che la radiazione elettromagnetica emessa dalle lampade a infrarossi venga assorbita dalle molecole del prodotto verniciante. In altri termini, è necessario che l’energia trasportata dalla radiazione sia in grado di indurre nelle molecole una vibrazione, detta agitazione molecolare, con conseguente innalzamento della temperatura del materiale.
Poiché la frequenza propria di vibrazione di una molecola dipende dalla sua struttura, affinché i raggi IR vengano facilmente assorbiti, occorre che la lunghezza d’onda della radiazione sia sincronizzata, entri cioè in risonanza, con quella del materiale di cui è composto il prodotto verniciante.
Le richieste dell’automotive
La verniciatura industriale è un processo largamente impiegato, in particolare, nel settore dell’automotive, un ambito costantemente volto alla ricerca di velocità e incremento produttivo. Gli obiettivi fissati dal settore richiedono una drastica riduzione dei tempi di asciugatura delle vernici. Ed è proprio nell’intraprendente ricerca di una soluzione per l’automotive che entra in gioco il prestigioso know how di CD Automation.
Una galleria per l’asciugatura delle carrozze ferroviarie
L’azienda, con sede a Legnano, ha infatti preso parte alla progettazione di una galleria per l’essiccazione e la ricottura delle vernici, mediante lampade a infrarossi, su carrozze ferroviarie. Tale tecnica di asciugatura delle vernici è stata per la prima volta applicata con successo a superfici così estese, accogliendo le richieste del cliente di aumentare la produttività, convertendo il forno in uso ed evitando così la costruzione di un nuovo impianto.
Asciugatura vernici con lampade a infrarossi: il progetto dell’impianto
Per ridurre le tempistiche di asciugatura delle vernici e aumentare la produttività sono state installate due pareti parallele composte da 59 zone ciascuna, con due lampade infrarossi ad onda corta per ogni zona, per un totale di 236 lampade da 3750W e una potenza complessiva dell’impianto pari a 0,9 MW.
La conversione del forno ad aria calda in uno a tecnologia IR ha prodotto un risultato strepitoso: un tempo di produzione ridotto di 12,5 volte rispetto alle performance registrate dal precedente forno a convezione. Il tempo totale di attraversamento forno da parte della carrozza sottoposta al trattamento di verniciatura industriale è passato infatti da 100 a 8 ore, corrispondenti a un solo giorno lavorativo.
L’apporto di CD Automation nel settore dell’asciugatura delle vernici
Il team di esperti di CD Automation ha strutturato un puntuale sistema di gestione e controllo delle lampade a infrarossi per la corretta gestione della potenza utilizzata nell’asciugatura delle vernici.
Il sistema predisposto da CD Automation si è composto di 3 Unità di potenza multicanale REVO PN 24 e altrettante unità di potenza multicanale REVO PN 12 e ha permesso di:
- ottimizzare i consumi;
- monitorare le variabili elettriche;
- diagnosticare tempestivamente le rotture degli elementi riscaldanti e i cortocircuiti sui tiristori;
- comunicare tramite bus di campo.
Il fruttuoso contributo di REVO PN per l’asciugatura delle vernici
Grazie all’unità REVO PN di CD Automation è infatti possibile ridurre sensibilmente i picchi di potenza, mantenendoli al di sotto dei livelli concordati contrattualmente ed evitando penali e spese impreviste.
REVO PN è un prodotto modulare, in grado di gestire fino a 24 elementi riscaldanti. Sincronizzando le accensioni di tutti i canali si evitano infatti problematici picchi di tensione e si mantiene il fattore di potenza prossimo a 1.
Non da ultimo, la modalità “Dynamic burst firing” di REVO PN consente di ridurre il flickering in applicazioni con lampade a infrarossi a onde corte.
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