من ملفات المقاومة إلى التسخين الحثي - ثورة في كفاءة الآلات البلاستيكية

في صناعة معالجة البلاستيك، يُعد استهلاك الطاقة أحد أهم التحديات التي تواجه الشركات. سواءً في خطوط الإنتاج بالبثق أو الحقن أو التحبيب، تُعد أنظمة التسخين من أكثر الأنظمة استهلاكًا للطاقة في المصنع. مع تطور عملية التسخين بالمقاومة التقليدية، انخفضت تكلفتها، إلا أن ضعف كفاءة استخدامها للطاقة وارتفاع فقدان الحرارة أصبحا تدريجيًا عقبة تعيق تطور الشركات.

الآن، مع نضوج وشعبية تكنولوجيا التسخين بالحث الكهرومغناطيسي، يشهد وضع التسخين لآلة القولبة ثورة حقيقية في الكفاءة.

1、 حدود التدفئة بالمقاومة التقليدية

على مدى العقود القليلة الماضية، استخدمت ماكينات القولبة أسلاك مقاومة، أو حلقات سيراميكية، أو حلقات تسخين من الألومنيوم المصبوب لنقل الحرارة عن طريق التسخين بالتلامس. لكن هذه الطريقة تُعاني من خلل في كفاءة الطاقة.

1. ضعف كفاءة تحويل الطاقة.

يتطلب التسخين المقاوم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، ثم نقلها عبر حلقة التسخين إلى الأسطوانة. إلا أن مسار التوصيل الحراري طويل وغير فعال، ولا يتجاوز معدل استهلاك الطاقة الحرارية الفعلي 60-70%.

2. فقدان الحرارة كبير

إن درجة الحرارة الخارجية لدائرة التدفئة مرتفعة، وتبديد الحرارة مفرط، مما لا يؤدي إلى إهدار الطاقة فحسب، بل يتسبب أيضًا في ارتفاع درجة حرارة مكان العمل، مما يضع عبئًا على نظام تكييف الهواء والتبريد.

3. الحرارة بطيئة والاستجابة بطيئة

يمكن أن يؤدي معدل التسخين المنخفض بالمقاومة والتحكم البطيء في درجة الحرارة والتباين العالي في درجات الحرارة إلى عدم التوازن في ذوبان البلاستيك والتأثير على جودة المنتج.

4. تكلفة الصيانة العالية.

إن العمل طويل الأمد في درجات الحرارة العالية في دائرة التسخين من السهل أن يتعرض للشيخوخة والاحتراق والاستبدال المتكرر وزيادة تكاليف الصيانة ووقت التوقف عن العمل.

ونتيجة لذلك، وقعت العديد من الشركات في حلقة مفرغة من تكاليف الكهرباء المرتفعة وانخفاض الإنتاجية، في حين تعمل على تحسين تكاليف المواد والعمالة.

ثانياً، مبدأ واختراق التدفئة الكهرومغناطيسية.

مبدأ التسخين الكهرومغناطيسي هو أن تيار الموجة العالية يُولّد مجالًا مغناطيسيًا في ملف التسخين، بينما يُحفّز الجدار الداخلي للأسطوانة المعدنية توليد الحرارة. بخلاف التسخين الخارجي التقليدي، يُمكن تسخينه من الداخل إلى الخارج.

ويمكن تلخيص الآلية على النحو التالي:

يتدفق التيار عبر الملف، مما يؤدي إلى توليد مجالات مغناطيسية متناوبة؛

يقوم المجال المغناطيسي المتناوب بإثارة التيار المستحث في الأسطوانة المعدنية؛

يتدفق التيار الحثي (التيار الدوامي) عبر الطبقة المعدنية للأسطوانة لتوليد الحرارة وتسخين جسم الأسطوانة مباشرة.

تحقق هذه الطريقة كفاءة تحويل الطاقة بنسبة تزيد عن 90% وتقلب بشكل أساسي نمط نقل الطاقة للتسخين بالمقاومة الكهربائية التقليدية.

زيادة الكفاءة: فائدة متبادلة من استهلاك الطاقة إلى القدرة على الإنتاج.

الميزة الرئيسية للتسخين الكهرومغناطيسي هي زيادة كفاءة الطاقة واستقرار الإنتاج بشكل ملحوظ. في صناعة آلات التشكيل، يمكن أن يؤدي تغيير التسخين الكهرومغناطيسي إلى تحقيق التأثيرات التالية:

توفير الطاقة بنسبة تتراوح بين 30 إلى 60 بالمائة.

نظرًا لأن الطاقة الحرارية يتم توليدها مباشرة داخل الأنبوب المعدني، فإن فقدان الحرارة ينخفض ​​​​بشكل كبير، ويبلغ معدل توفير الطاقة الإجمالي أكثر من 30%، ويبلغ معدل توفير الطاقة في المعدات ذات درجات الحرارة العالية أكثر من 60%.

ارتفعت درجة الحرارة مرتين إلى ثلاث مرات

يمكن للتسخين الكهرومغناطيسي الوصول إلى درجة الحرارة المحددة في بضع دقائق، مما يقلل بشكل كبير من وقت التسخين المسبق للمعدات ويحسن كفاءة بدء التشغيل وإيقاع الإنتاج.

تصبح السيطرة على درجة الحرارة أكثر دقة.

عند دمجه مع نظام التحكم الذكي في درجة الحرارة معرف العملية، يمكن الحفاظ على تقلبات درجة الحرارة ضمن±1 °ج- جعل المصهور أكثر استقرارا والمنتج أكثر تماسكا.

تقليل طاقة التبريد.

تعمل درجة حرارة الغلاف المدفأ الكهرومغناطيسي المنخفضة على تقليل درجة حرارة البيئة في الميدان بشكل كبير، مما يقلل من استهلاك الطاقة لنظام التبريد ويوفر الطاقة بشكل أكبر.

معدات أكثر متانة وأمانًا.

التسخين الحثي هو هيكل بدون تلامس يسمح للملف بأن يتحمل درجات حرارة عالية مباشرة، مما قد يؤدي إلى إطالة عمره الافتراضي بأكثر من ثلاثة أضعاف، بالإضافة إلى وظائف الحماية المتعددة مثل درجة الحرارة الزائدة والتيار الزائد.

تطبيق عملي: بيانات تشهد على ثورة توفير الطاقة

على سبيل المثال، تم اعتماد نظام التسخين بالمقاومة الأصلي بقدرة 36 ​​كيلو وات في آلة بثق البلاستيك 75 مم. بعد تجديد نظام التسخين الكهرومغناطيسي بقدرة 30 كيلو وات، كان تأثير التشغيل الفعلي كما يلي:

يتم تقليص وقت التسخين من 50 دقيقة إلى 20 دقيقة.

في المتوسط، يوفر 42 بالمائة.

درجة حرارة السطح: من 120 درجة إلى أقل من 50 درجة؛

استقرار المنتج: تحسين توحيد الذوبان، وتقليل معدل النفايات.

العائد الاقتصادي: توفير تكلفة الكهرباء البالغة 50 ألف يوان سنويًا واسترداد تكلفة إعادة البناء في غضون 6 أشهر.

تظهر هذه البيانات أن التسخين الكهرومغناطيسي ليس جهازًا لتوفير الطاقة فحسب، بل إنه أيضًا رابط مهم لتحسين كفاءة الطاقة في آلة التشكيل.

خامساً، الاتجاه المستقبلي: الجمع بين التصنيع الذكي والتصنيع الأخضر

مع تزايد استخدام الكربون المزدوج وارتفاع أسعار الطاقة، أصبح التسخين الكهرومغناطيسي الاتجاه السائد في التحول نحو توفير الطاقة في الآلات البلاستيكية. وسيتحقق ذلك مستقبلًا من خلال التكامل العميق مع إنترنت الأشياء وأنظمة التحكم الذكية.

مراقبة استهلاك الطاقة في الوقت الحقيقي.

التحكم الذكي في درجة الحرارة؛

التشخيص والتحذير عن بعد؛

إنها إدارة رقمية وتوفير الطاقة.

من خلال نظام التسخين الكهرومغناطيسي الذكي، يمكن للمؤسسة التحكم بشكل شامل في حالة تشغيل المعدات، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين معدل المنتج، وتحقيق هدف الإنتاج الأخضر المتمثل في توفير الطاقة، والتوفير، وتحسين الجودة، وتحسين الكفاءة.

ستة في النهاية

من التدفئة بالمقاومة الكهربائية التقليدية إلى التدفئة الكهرومغناطيسية الحديثة، يعد هذا إنجازًا هامًا في ثورة كفاءة الطاقة في صناعة البلاستيك.

هذا ليس مجرد تطوير تكنولوجي، بل هو أيضًا تحول في فلسفة الإنتاج. من إنتاج يعتمد على الطاقة إلى إنتاج أكثر كفاءة.

بالنسبة لأي مؤسسة آلات بلاستيكية تسعى إلى توفير الطاقة والجودة، أصبحت تقنية التسخين الكهرومغناطيسي اتجاهًا تنمويًا لا رجعة فيه.

ولم يقتصر الأمر على تغيير طريقة تدفئتنا فحسب، بل أدى أيضًا إلى تغيير كفاءة الطاقة في الصناعة بأكملها.