Eine Ansicht der neuen Infrarot-Heizfelder für den US-Thermoformer Santa Fe Custom Skylights
Keramische Infrarotstrahler, welche auch unter dem Begriff Keramikstrahler bekannt sind, zählen zu den langwelligen Infrarotstrahlern. Die Temperaturen dieser Infrarotstrahler reichen von 300°C bis 700°C und die Wellenlängen eignen sich ideal für das Thermoformen von Kunststoffen.
Dementsprechend oft kommt der keramische Infrarotstrahler auch in Thermoform-Maschinen zum Einsatz. Ein weiterer essentieller Vorteil, den dieser Strahler bietet, liegt in der Option die einzelnen Heizelemente in Zonen einzuteilen. Eine Kunststoffplatte kann somit während eines einzigen Produktionsdurchlaufs mit unterschiedlichen Temperaturen bearbeitet werden. Stärkere Platten, welche während des Produktionsvorgangs dünner werden, können somit vor dem Verbrennen bewahrt werden, da sich die Temperatur zum Ende des Produktionsvorgangs senken lässt.
Die Erfolgsstory von Ceramicx und WECO International mit dem US-Thermoformer Santa Fe Custom Skylights hat gezeigt, dass auch eine niedrige Energiezufuhr (208V und 200 Ampere) für das Thermoformen von Kunststoff keinen negativen Einfluss haben muss. Aufgrund der Absorptionseigenschaften des Materials entschieden sich Ceramicx und WECO International den Ceramicx 300 Watt Hohl-Keramikstrahler einzusetzen. Dieser ermöglichte es das gesamte System unter den vorgegebenen 200 Ampere zu halten und erzielte beim Test mit dem Zielmaterial ausgezeichnete Erfolge. Der US-Thermoformer konnte durch den Umstieg auf das neue Infrarot-Heizsystem von Ceramicx seine Energiekosten um über 30% senken im Vergleich zu seinem alten Gas-basierten System. Santa Fe Custom Skylights sah sich mit seinem alten Ofen fortwährend mit steigenden und unkontrollierbaren Temperaturen konfrontiert. Die keramischen Infrarotstrahler mit einem ausgereiften Steuerungssystem eliminierten dieses Problem und konnten somit den durch die Überhitzung entstandenen Materialausschuss auf null setzen.
“Santa Fe Custom Skylights”, so Frank Wilson, “ist jedoch nicht das einzige Thermoform-Unternehmen, welches von der Infrarot-Technologie profitieren kann. Zahlreiche Thermoformer können sich ihre in den vergangenen Jahren dahin geschmolzenen Gewinnmargen wieder zurückholen durch ein State-of-the-Art Heizsystem von Ceramicx.”
Wenn Sie Interesse an den Infrarot-Produkten von Ceramicx haben, dann steht Ihnen Frank Wilson, Geschäftsführer und Gründer von Ceramicx, gerne jederzeit zur Verfügung:
Alle weiteren Details über Ceramicx: Frank Wilson, Managing Director.
www.ceramicx.com, Tel. +353 28 37510, Fax +353 28 37509, frank@ceramicx.com
“Irgendwie – das weiß jeder Schmied – ist das Arbeiten mit der Wärme ein wenig eine schwarze Kunst”, sagt Frank Wilson. “Aber oftmals ist es auch eine umfassende und rotierende Wissenschaft: Wir sind in einer glücklichen Position, dass Ceramicx Beziehungen zu Wissenszentren und Universitäten, wie die University of Limerick aufgebaut hat, welche uns dabei helfen Produkte in dieser neuen Wissenschaft zu entwickeln. Darauf aufbauend ist Know-how und ein solides wissenschaftliches Grundwissen die Basis, die es uns ermöglicht neue Infrarot-Heizungsprodukte wie Infrarotstrahler und Infrarot-Heizsysteme für die Industrie und den Endkunden gleichermaßen zu entwickeln.”
Die Infrarot-Produkte und Infrarot-Heizsysteme von Ceramicx sind weit verbreitet im industriellen genauso wie im privaten Endkundenbereich. Ob sie es wissen oder auch nicht, die weltweite Kunststoff- und Verpackungsindustrie sind alle Schlüsselbenutzer, seit zahlreiche Ausrüstungen für die Prozesse Infrarot-Heizelemente von Ceramicx oder das Ceramicx Heizungsdesign enthalten. Thermogeformte Kunststoff-Produkte begegnen uns täglich – von der Margarine-Verpackung im Kühlschrank bis hin zu den Panelen am Auto – und Ceramicx hat bei manchen seinen Teil im Formungsprozess beigetragen.
Schlüsselanwendungen von Ceramicxs Infrarot-Know-how beinhaltet Kunststoff-Thermoformen, industrielles Trocknen (ohne Kontakt), punktgenaues Erhitzen, Infrarot-Saunas und zahlreiche andere industrielle Prozesse.
Frank Wilson zeigt auf, dass Infrarotstrahlung näher ist, als wir manchmal glauben: Begonnen bei unseren Solar-Systemen wird Infrarot-Strahlung (IR) von allen alltäglichen Objekten auf unserer Welt emittiert – “in Wirklichkeit”, sagt Wilson “wird Infrarot-Strahlung von allem mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt emittiert. Infrarotstrahlung besitzt viele Anwendungsmöglichkeiten im täglichen Leben, aber Ceramicx fokusiert sich auf die Fähigkeit Objekte ohne Kontakt zu erwärmen.”
Der wissenschaftliche Terminus für Infrarot ist elektromagnetische Strahlung, vergleichbar mit dem in der Natur vorkommenden Licht, aber in einer längeren Wellenlänge. Infrarotstrahler sind je nach ihrer Wellenlänge in drei Kategorien unterteilt – Lang-, Kurz-, und Mittelwelle.
Mehr Informationen über Infrarotstrahler erhalten Sie auf unserer offiziellen Webseite – http://www.ceramicx.com/de/
Während die Zeit für bloße Nickel-Chrom Kabel und Metallrohrstrahler (Heizelemente) breits abgelaufen ist, wurden diese im letzten Jahrhundert durch Keramik-, Quarz- und Halogen-Heizelemente ersetzt. Diese drei Arten von Heizelementen wetteifern seither um die Anteile am Thermoform-Heizelement-Markt.
Keramik-Heizelemente: Die Keramik-Heizelemente sind die am weitesten verbreiteten Heizelemente in den Thermoform-Maschinen heutzutage. Am häufigsten werden diese Heizelemente in Rotationsmaschinen verbaut. Das Keramik-Heizelement ist sehr vielseitig anwendbar, besitzt eine lange Lebensdauer, lässt sich einfach in Zonen einteilen und ist sehr effizient in der Produktion. Dieses Heizelement wird typischerweise bevorzugt, wenn es zu längeren Produktionszeiten kommt, da es dauerhaft und exzellent gleichmäßig Wärme liefern kann. Der einzige Nachteil der Keramik-Heizelemente liegt in den moderaten Aufheizzeiten und der langsamen thermischen Reaktionszeit im Vergleich zu den Quarz- und Halogen-Heizelementen. Die Popularität der Keramik-Heizelemente resultierte in einem äußerst attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis.
Quarz- und Halogen-Heizelemente: Gemessen an der Popularität sind Quarz- und Halogen-Heizelemente dicht hinter den Keramik-Heizelementen anzusiedeln und diese Heizelemente erhalten einen immer größer werdenden Anteil beim Verkauf von neuen Maschinen. Quarz- und Halogen-Heizelemente werden dann eingesetzt, wenn kurze thermische Reaktionszeiten gewünscht werden. Diese Heizelemente sind ebenfalls sehr vielseitig einsetzbar, verfügen über eine exzellente Steuerung der Betriebstemperatur und sind wie die Keramik-Heizelemente einfach in Zonen einzuteilen. Ein zusätzlicher Vorteil der Quarz- und Halogen-Heizelemente ist, dass sich Heizebenen oder Heizschritte innerhalb eines Kreises einfügen lassen. Mit den schnellen Reaktionszeiten und den verschiedenen steuerbaren Heizebenen wird es den Thermoformern ermöglicht die Produktionszeiten zu senken, wenn es gewünscht wird. Da sich die Quarz-Heizelemente als Industrie-Standard bei den schiffartigen Maschinen etabliert haben, werden Halogen-Heizelemente hauptsächlich für spezifische Materialien angewandt und kommen nicht als „Allround-Heizelement“ zum Einsatz. Der einzige Nachteil, welchen diese Heizelemente für die Thermoformer mit sich bringen, ist an deren Lebensdauer geknüpft. Diese Heizelemente werden aus Quarz-Glasrohre hergestellt, was sie fragiler und leichter zum Beschädigen macht. Außerdem ist die Lebensdauer etwas kürzer als die eines Keramik-Heizelements und sie sind normalerweise ebenfalls teurer.
Als ein kurzes Fazit lässt sich sagen, dass Keramik-Heizelemente das beste Preis-Leistungs-Verhältnis und die beste Langlebigkeit bieten und Quarz- und Halogen-Heizelemente ihre Vorteile bei speziellen Anwendungen und bei spezifischen Infrarot-Öfen ausspielen. So bieten alle Heizelemente ihre Möglichkeiten für die Anforderungen der Thermoformer. Alles in allem hängt die Auswahl eines Heizelements sehr oft von den Kosten und der Art der Maschine bzw. des Ofens ab, welcher benutzt wird. Für den Thermoformer gilt es herauszufinden, welches Heizelement für den eigenen Zweck am besten passt, um das Optimum aus dem Thermoform-Prozess herauszuholen.
2010 ist ohne Zweifel das Jahr von Ceramicx. Der Gründer und Geschäftsführer von Ceramicx, Frank Wilson, ist im Vorfeld der in diesem Herbst stattfindenden und weltbekannten Kunststoff-Messe, der K-Show 2010 in Düsseldorf unterwegs in Korea auf der Chinaplas, den USA und anderen Ländern.
Das Unternehmen Ceramicx ist der Weltmarktführer in Sachen Infrarot-Heiztechnologie in Verbindung mit Kunststoffen. Einen wichtigen Geschäftsbereich stellen dabei Heizgeräte und Walzsysteme für Kunststoff-Thermoform-Geräte dar. Diese Maschinen müsen für unsere Kunden an deren Bedürfnisse angepasst werden. Deshalb variiert der Anspruch an Kunststoff-Prozessoren stark. Die Heizgeräte müssen also sowohl für Container aus dünnem Kunststoff, als auch für besonders große Komponenten einsetzbar sein.
Der Geschäftsführer Frank Wilson sitzt am Ruder des Unternehmens, unterstützt von einem kompetenten und talentierten Kernteam aus Mitarbeitern, seinen kürzlich promovierten Sohn Cathal Wilson mit eingeschlossen. Gemeinsam mit seinem Team plant Frank Wilson eine Expansionswelle innerhalb der nächsten 5 Jahre.
Wilson ist zuversichtlich, dass das Unternehmen nach über zwanzig Jahren der Investitionen und Entwicklungen das beste Keramik-Heizelement für die Thermoform-Industrie anbietet. Aus seiner Sicht wird sich die Welt weiterhin darum bemühen eine bessere Maschine für das Thermoformen zu bauen, und unsere Arbeit und unsere Technik werden als die Besten unter den Besten anerkannt.
Als Indikatoren für echte Qualität in der Thermoformindustrie werden nun alle Heizgeräte und Elemente von Ceramicx mit Gütesiegeln und Emblemen ausgezeichnet. Wilson beabsichtigt, dass bis zur K-Show 2010 in Düsseldorf 75% aller Produkte als qualitativ hochwertige Technologien erkennbar sind. Das ausgezeichnete Know-how bedarf mehr Schutz, während seine Existenz in 63 Ländern, in welche exportiert wird, kommuniziert werden muss.
Ceramicx wurde im Jahr 1992 gegründet und zog 1994 in Räumlichkeiten in Ballydehob, Irland, die ehemals einem internationalen Infrarottechnologieunternehmen gehörte, ein. Die derzeitige Entwicklungs- und Expansionswelle von Ceramicx inkludieren hochwertige Jobs, unterstützt durch den Anstieg an Automatisierung und die Erweiterung von Know-how. Der Infrarotstrahler-Hersteller Ceramicx will die Nutzung und Erzeugung von alternativen Energieressourcen in den Produktionsmix integrieren und dabei nicht nur die Energiekosten senken, sondern den Carbon Footprint aller Produkte reduzieren.
Die besten Produkte und Systeme zu entwickeln und zu erzeugen ist eine Sache, doch diese weltweit auszuliefern eine andere. Um die Handelsfähigkeit und das Logistiksystem wird das Unternehmen Ceramicx von vielen beneidet. Grainne Wilson, der Mitgründer des Unternehmens beliefert seine Kunden direkt.
Die Transport- und Logistikindustrie unterliegt einer kontinuierlichen Entwicklung, so Grainne. Bei Ceramicx legt man großen Wert darauf vorne mit dabei zu sein, egal welcher Entwicklung oder welchem Trend das Unternehmen gegenüber steht.
Jeden Tag werden Güter von Ceramicx verschifft an unterschiedliche Destinationen und mit unterschiedlichen Methoden. Begonnen mit dem kleinsten Karton mit ca 6 kg bis hin zu ganzen Paletten und Containern. Die Fracht erfolgt dabei mittels LKWs, Schiffen und Flugzeugen, angepasst an die Bedürfnisse diverser Länder. Destinationen außerhalb der EU haben beispielsweise besondere Richtlinien hinsichtlich der Dokumentation wie zum Beispiel Transport- und Exportdokumente, Herkunftszertifikate, Rechnungen und andere Papiere.
Ceramicx legt deshalb großen Wert auf die Verpackung und Sicherheit der Produkte während des Transports. Alle Ceramicx Produkte sind sorgfältig verpackt und umhüllt, so Grainne, da die meisten Produkte aus Keramik und Glas erzeugt sind und den Transport unbeschadet überstehen müssen. Oft müssen die Lieferungen mehrfach umgeladen werden bevor sie den Zielort erreichen. Deshalb benutzt Ceramicx nur die beste Verpackungsqualität.
Ceramicx entwickelt, designed und erzeugt alle Produkte und Systeme selbst. In den letzten fünf Jahren hat das Unternehmen in einen großen Maschinen-Shop investiert, mit Hurco CNC Fräsen und Safan Metallschneider, – former und – endbearbeitsungsgeräten, für einen konstanten Produktionserfolg. Das Unternehmen soll nicht von Outsourcingpartnern abhängig sein und volle Kontrolle über Innovationen und Materialien haben.
Viele Lösungen und Systeme werden für den Kunden individuell entwickelt und zusammengestellt. Jedes dieser Infrarot-Produkte muss designed und getestet werden, bevor es vervielfältigt wird. Aufgrund der Investitionen in CAD, CAM, Metallfabrikationen, Fräsen und Werkzeuge ist es uns gelungen die Arbeitsleistung sowie die Mitarbeiteranzahl zu erhöhen.
Rahmen, Reflektoren und weiteres Zubehör benötigt ein Design, etwaige Tests, Fabrikationen und Konstruktionen, gemeinsam mit Keramik- und Quartzelementen. Des Weiteren müssen der Heizprozess und diverse In-Service-Parameter prognostiziert und gefertigt werden.
Das neue Metallfabrikations- und Frässystem von Ceramicx bietet nicht nur ausfallsfreie Genauigkeit sondern eine identische Prozesswiederholung mittels einfacher Programmierung der Maschine. So wird Unternehmen die Möglichkeit geboten eine Große Anzahl von Teilen zu produzieren ohne jeglichen Qualitätsverlust.
Dank des Investments konnte die Geschwindigkeit und die Durchlaufzeit jeder Tätigkeit maßgeblich verkürzt werden, wodurch die Produkte schneller auf den Markt kommen können. Wilson meint, es gäbe ihm eine immense Befriedigung seinen Kunden, Maschinenbauern und Kunststoff-Tthermoformern – sagen zu können, dass die Leistung direkt vor Ort erbracht wird. Ceramicx ist ein unabhängiges Unternehmen und garantiert Design, Qualität, Innovation und die Liefergeschwindigkeit.
Laut Wilson erfreute sich das Unternehmen enormer, weltweiter Zustimmung und Anerkennung über die Qualität der Leistungen und Produkte. Ceramicx-Produkte wurden von unabhängigen Instituten in Europa und Asien als auch von Maschinenbauern und Kunststoff-Thermoformern getestet. Das Feedback zeigt, dass Ceramicx hinsichtlich Produktqualität, Verlässlichkeit und Leistung an der Spitze liegt.
Diese Resonanz ermutigt Ceramicx die Messlatte für die gesamte Industrie höher anzulegen.
Ein aktuelles Projekt, welches in Kooperation mit der Universität in Limerick durchgeführt wird, zielt auf die Entwicklung und Integration eines Systems ab, das die Qualität sowie die Produktidentifikation sicherstellt. In diesem Sinne soll jedes Heizgerät zurückverfolgbar und die Daten bezüglich Heizleistung online verfügbar sein.
Der Kern der neuen Qualitätssicherung fokussiert auf der Entwicklung von Systemen, welche die Toleranz bezüglich geringer Wattanzahl zulassen, für Keramik- und Quarzelemente.
Ceramicx hat erkannt, dass alle Kunststoff-Thermoform-Maschinen und Prozessoren ein gewisses Maß an Sicherheit der Daten benötigt sowie ein ausgereiftes Rückverfolgungssystem. Das beinhaltet Infrarot-Leistungsparameter, die sowohl online als auch offline über Seriennummern der Produkte verfügbar sind.
Ceramicxs Interesse erstreckt sich auf die beste Leistungserbringung von Produkten und Services bis hin zum besten Preis. Wilson bemerkt, dass die Industrie oftmals ihr größter Feind ist, wenn es um Heiztechnik-Fragen geht.
„Heizarbeit“ für Kunststoff-Thermoformer
Jedes Thermoform-Produktionssystem hat seine Stärken und Schwächen – ganz besonders Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien, so Wilson. Thermoformer vergessen oft, dass installierte Thermoformgeräte der Motor der Produktion sind. Der Wartungsmangel und unzureichende Analysen verursachen oftmals einen Qualitätsverlust bei den Produkten.
Einen oftmals vernachlässigten Bereich stellt dabei die Temperatur und Feuchtigkeit der Kunststoff-Blätter dar, noch bevor diese in der Produktionslinie eingesetzt werden. Jeder Thermoformer sollte darauf achten, dass dieses Material die Produktions-Raumtemperatur aufweist, und erst anschließend in die Produktionslinie eingeht. Es kann dabei Tage dauern bis dieses Material die richtige Temperatur erreicht hat.
Wilson erklärt, dass in typischen Thermoformproduktionen Vorheizsysteme integriert sind, welche einen Temperaturausgleich des Rohstoffes veranlassen, bevor diese das Hauptheizsystem erreichen. Infrarot-Vorheizsysteme werden dabei bevorzugt, da diese eine genauere Temperaturregelung zulassen. Das Ziel des Vorheizens ist es Temperaturunterschiede zu eliminieren. Ein effektives System ist außerdem in der Lage etwaigen Fehlern, wie dem Schimmern der Oberfläche oder einem Mangel an Glanz zuvorzukommen.
Und wenn es dann zur Hauptphase des Thermoformprozesses kommt, spielen der Bau sowie die Qualität der Infrarotwalzen eine große Rolle. Wilson stellte dabei fest, dass es in gewisser Weise seltsam ist, dass der Mangel an Verständnis für die Prinzipien des Infrarotheizens seitens der Nutzer so groß ist.
Laut Ceramicx, besteht die Essenz des Infrarotheizens aus einer „heiligen Dreiheit“ – den drei Faktoren: der Absorbtion, der Übertragung und der Reflektion. Ein Missverständnis dieser Prinzipien kann zur missbräuchlichen Verwendung der Thermoformausstattung und damit zu hohen Energiekosten führen.
Der Schlüssel zu einem guten Infrarotheizsystem liegt in der Umwandlung der elektrischen Wattzahl, in ein schnelleres und effizienteres Infrarotoutput. Im Kunststoff-Thermoform-Bereich beispielsweise werden Keramikheizungen auf Reflektoren befestigt, welche dann wiederum auf einer oder mehreren Walzen gereiht werden, die einen Teil der Produktionslinie darstellen. Üblicherweise erfolgt dieser Vorgang nach der Vorheizungsphase und vor dem „Trauma“ des Teilformens und dem anschließenden Blattschnitt im Vorfeld auf die Produktstapelung am Ende des Vorgangs.
Die Leistung der Hintergrundreflektoren und jene der Walzen generell ist essentiell für die Leitung der Infrarotwärme zum Zielmaterial – dem Kunststoff-Blatt.
Laut Wilson kämpfen Thermoformer oftmals mit den Anforderungen und dem Design ihrer Maschinen mit dem Ziel eine effiziente Heizleistung zu erhalten.
Zum Beispiel ist rostfreier Stahl kein adäquates Material für den Infrarotheiz-Gebrauch. Es absorbiert einen hohen Anteil der abgegebenen Energie und verursacht dabei nach einiger Zeit das Durchbrennen der elektrischen Verkabelung hinter dem Reflektor. Poliertes Aluminium ist andererseits in den meisten Fällen der beste Reflektor für Keramik-Infrarotheizungen. Allerdings beginnt auch dieses Material bei über 500°C zu versagen. Das Geschäft mit dem Thermoformen von dünnen, klaren Kunststoff-Blättern benötigt einige Installationen von Keramikteilen am Boden der Walzen, um die Hitze zurückzureflektieren.
Die Ceramicx-Erfahrung hat gezeigt, dass wenn ein Thermoform-Walzsystem sich zu verfärben beginnt und die Leistung beeinträchtigt wird – durch Schmutz, Industrie-Kunststoff und andere Materialien – der Maschinist in einen Teufelskreis involviert wird. Die Temperatur wird erhöht, um eine konstante Leistung zu erhalten. Regelmäßige Wartungsarbeiten und Kontrollen können dabei Extrakosten für Energie und Kontrollmängeln vorbeugen.
Wilson meint, dass 30-40% Verbesserung der operationalen Effizienz der meisten Thermoform-Verpackungssysteme erreicht werden kann, wenn der einfache Schritt der Wartung und des Austauschs von Infrarotheizwalzen durchgeführt werden würde. Die optimale Kontrolle für diese Situation ist die Integration eines Thermoaufsatzes, welcher eine Temperaturuhr besitzt. Wenn die Temperatur zu steigen beginnt und immer mehr Energie benötigt wird, wird der Maschinist alarmiert und kann eingreifen.
Die Verpackungs- und Thermoformindustrie könnte durch regelmäßige Kontrollen ihrer Infrarotsysteme und das Verständnis der Grundprinzipien ihre Leistungserbringung maßgeblich verbessern und Kosten einsparen.
