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Diseño y aplicación de la tecnología de calentamiento por radiación infrarroja en el curado de recubrimientos

La tecnología de curado por recubrimiento generalmente utiliza un calentamiento por circulación de aire caliente. Este calentamiento por circulación de aire proporciona una temperatura uniforme en el horno y ofrece una alta adaptabilidad al trabajo. Sin embargo, sus desventajas son el alto consumo energético, el calentamiento lento en piezas gruesas a curar y que el equipo ocupa una gran superficie. Para superar estas deficiencias, la tecnología de calentamiento por radiación infrarroja calienta las piezas desde el interior hacia el exterior, resolviendo problemas como el alto consumo energético y la baja velocidad de calentamiento.

Aunque el calentamiento por radiación infrarroja presenta ventajas como una alta eficiencia en el intercambio de calor, una respuesta rápida, un tiempo de secado corto y una buena calidad de curado del recubrimiento, también tiene algunas desventajas, tales como un campo de temperatura no uniforme en la cámara de curado y sombras en piezas de geometría compleja, lo que finalmente afecta la calidad del recubrimiento y del secado. Para superar las deficiencias mencionadas anteriormente causadas por el simple uso del secado por infrarrojos, se instalan en la zona de alta temperatura, junto con el secado por infrarrojos, un sistema de circulación de aire frío y un sistema de extracción de aire caliente. El caudal de aire y la velocidad del viento de ambos sistemas son ajustables. Al diseñar, es importante prestar atención al sistema de extracción: el caudal de aire debe ser ligeramente superior al caudal de aire frío introducido en el sistema. Tras la producción y puesta en marcha del equipo, se ha comprobado que el efecto es muy bueno. Esto se debe a que el aire frío enviado al horno impulsa la circulación del aire caliente en la cámara de curado; así, no solo se transfiere el calor de manera uniforme a todas las partes de la pieza de geometría compleja, sino que además se superan las inevitables deficiencias provocadas por las sombras generadas por la transferencia de calor por radiación. Además, este sistema puede eliminar la capa de película de aire adsorbida en la superficie de la pieza, acelerando así la tasa de difusión externa de la pieza, lo que permite que los disolventes y el vapor de agua se evacuen rápidamente de la cámara de secado, reduciendo la humedad relativa y la concentración de disolventes en la cámara.

El efecto de la tecnología de calentamiento por radiación infrarroja en el curado de películas de pintura

Para probar el diseño y el efecto de uso, una vez completada la instalación y puesta en marcha del proyecto, se realizó un análisis del aumento de temperatura de toda la caja de curado utilizando un rastreador de temperatura de horno de seis puntos y software de medición de temperatura. Durante la etapa de calentamiento, la velocidad de calentamiento de cada parte de la pieza de trabajo no es uniforme. Cuanto más cerca esté de la parte superior, mayor será la velocidad de calentamiento, y el tiempo total de calentamiento será más prolongado.

Tras instalar un calentador por radiación infrarroja en la entrada, la pieza se calienta más rápidamente y el tiempo de calentamiento se acorta considerablemente; las curvas de temperatura de cada parte de la pieza presentan un alto grado de superposición, la curva asciende de manera constante durante la etapa de calentamiento y fluctúa muy poco durante la etapa de conservación del calor. No es difícil observar que, tras ser calentada por el sistema de calentamiento por radiación infrarroja, las curvas de temperatura de las diversas partes de la pieza casi se superponen, lo que indica que la sincronización del aumento de temperatura en la superficie de la pieza se ha mejorado significativamente, la pieza se calienta de manera más uniforme, el efecto de solidificación de la película de pintura es mejor, el tiempo de calentamiento se acorta considerablemente y, tras esta etapa de calentamiento, la temperatura en toda la cámara de curado permanece más estable, con fluctuaciones muy pequeñas.

Conclusión

1) En la caja de curado de películas de pintura, el sistema de calefacción por infrarrojos es adecuado para ser instalado en la sección de calentamiento de entrada. En la etapa de calentamiento se utiliza tecnología de secado por radiación infrarroja, mientras que en la segunda mitad sigue empleándose tecnología de secado por convección forzada. La combinación de estas dos tecnologías hace que el diseño sea más optimizado y razonable.

2) Los componentes de calefacción por infrarrojos deben dividirse y agruparse razonablemente según las condiciones de diseño, y los elementos de control de temperatura deben organizarse de manera científica. Esto favorece el control y la puesta a punto de la temperatura en el secado por radiación, haciendo que el aumento de temperatura sea más estable.

3) El diseño optimizado de la estructura del sistema de calefacción por infrarrojos permite un ajuste tridimensional de la posición relativa con respecto a la pieza de trabajo en un espacio limitado.

4) El área de calefacción por infrarrojos está equipada con un sistema de circulación forzada de aire caliente, lo que favorece un calentamiento uniforme de la pieza de trabajo y mejora el efecto de curado de la película de pintura.