赤外線加熱による熱処理技術 ― 金属の成型前、成型後の高温・高速加熱用システム
概要
CO2削減という環境負荷の低減策として低燃費車の開発が進んでいます。自動車車体用材料には、車体の軽量化および安全性の両面を兼ね備えた優れた高張力鋼板（ハイテン）やアルミが採用されています。
ハイテンには、プレス成型前に、急速に温め高温で柔らかくなった状態で金型に入れ成型する方法「熱間プレス加工（ホットスタンビング）」が採用されています。アルミには、半融解する『セミソリッドダイキャスト』または『半凝固ダイカスト』と呼ばれる、アルミ合金をスラリー状態でプレス成型する手法も注目されています。
いずれの場合でも、要望されるのは「高速および高温での加熱」で、この要件を満たすために赤外線を用いた熱処理は、重要な役割を持つと言われています。
また、成型後には、生産プロセスの工程中で搬送をする際の補助加熱、そして製品を局部的に加熱する部分加熱にも、この赤外線を用いた熱処理が行われています。
赤外線での熱処理は、材料を短時間で急速かつ高温に加熱するのに非常に適しており、加熱プロセスを生産性およびエネルギー使用の観点から効率的に行えることが特長です。
ハイテンには、プレス成型前に、急速に温め高温で柔らかくなった状態で金型に入れ成型する方法「熱間プレス加工（ホットスタンビング）」が採用されています。アルミには、半融解する『セミソリッドダイキャスト』または『半凝固ダイカスト』と呼ばれる、アルミ合金をスラリー状態でプレス成型する手法も注目されています。
いずれの場合でも、要望されるのは「高速および高温での加熱」で、この要件を満たすために赤外線を用いた熱処理は、重要な役割を持つと言われています。
また、成型後には、生産プロセスの工程中で搬送をする際の補助加熱、そして製品を局部的に加熱する部分加熱にも、この赤外線を用いた熱処理が行われています。
赤外線での熱処理は、材料を短時間で急速かつ高温に加熱するのに非常に適しており、加熱プロセスを生産性およびエネルギー使用の観点から効率的に行えることが特長です。
動画
特徴
赤外線加熱による熱処理技術 ― 金属の成型前、成型後の高温・高速加熱プロセスの利点：
■ 高速かつ高温加熱
赤外線加熱による熱処理技術に用いられる熱源、赤外線ヒーターは非常に優れた立ち上がり・立ち下がり性能があり、目的温度まで高速に昇温します。社内実験では10秒で900℃に昇温しました*。ホットスタンビング前加熱を速やかに行うことで、スムーズに次工程に移行できます。また従来のガス炉に対して、CO2削減の可能性を持ちます。
*加熱条件：SUS1.0㎜、840kW/m2水冷式短波長赤外線ヒーターによる両面加熱結果
■ オープン環境下での加熱による省スペース化
赤外線による熱処理は炉体を必要としません。オープンな環境下で高温加熱が可能です。
■ 細かい制御が可能
赤外線加熱による熱処理技術はゾーン制御に優れ、必要な時に必要なだけON/OFFが簡単に行えます。高エネルギー密度を得られ、エネルギーを賢く使用することで、省エネルギーになります。また、エネルギーコストが抑えられるだけでなく、加熱工程のランニングコストの低減にも寄与します。
■ 高速かつ高温加熱
赤外線加熱による熱処理技術に用いられる熱源、赤外線ヒーターは非常に優れた立ち上がり・立ち下がり性能があり、目的温度まで高速に昇温します。社内実験では10秒で900℃に昇温しました*。ホットスタンビング前加熱を速やかに行うことで、スムーズに次工程に移行できます。また従来のガス炉に対して、CO2削減の可能性を持ちます。
*加熱条件：SUS1.0㎜、840kW/m2水冷式短波長赤外線ヒーターによる両面加熱結果
■ オープン環境下での加熱による省スペース化
赤外線による熱処理は炉体を必要としません。オープンな環境下で高温加熱が可能です。
■ 細かい制御が可能
赤外線加熱による熱処理技術はゾーン制御に優れ、必要な時に必要なだけON/OFFが簡単に行えます。高エネルギー密度を得られ、エネルギーを賢く使用することで、省エネルギーになります。また、エネルギーコストが抑えられるだけでなく、加熱工程のランニングコストの低減にも寄与します。
製品URL
用途・実績
用途：
■ 高張力鋼板
■ アルミ合金
■ 金型
実績：
■ 高張力鋼板のプレス成型前加熱
■ セミソリッドダイキャスト
■ 航空部品用金型の予熱
■ 高張力鋼板
■ アルミ合金
■ 金型
実績：
■ 高張力鋼板のプレス成型前加熱
■ セミソリッドダイキャスト
■ 航空部品用金型の予熱
設備
■赤外線加熱システム■
多くの場合、熱風炉の前に設置されます。この赤外線システムは、製品を急速に目的温度まで上昇させ、生産速度を上げることができます。製品によりますが、コーティング乾燥や硬化にかかる時間を50%程度短縮できた実例があります。
【特長】
■ 高速加熱：SUS1.0㎜、840kW/m2水冷式赤外線ヒーターによる両面加熱、900℃到達10秒
アルミ1.0㎜、500kW/m2水冷式赤外線ヒーターによる両面加熱、330℃到達6秒
■ 均一加熱：優れた加熱効率と搭載ヒーターの配置に関する知見により、温度ムラのない均熱加熱が可能
■ 制御性： 細やかな制御設定が可能、優れた立ち上がり、立ち下がり性能により緊急時の即時OFFが可能
■ 省スペース：ワーク幅に合わせた赤外線ユニットの設計が可能、炉体のように横長形状ではないため、省スペースで設置面積を縮小化
■ プロセス環境：オープンスペース、かつ各ワークを非接触でクリーンな加熱が可能
■ プロセス技術：事前の照射試験により加熱プロセスパラメータを確立
■ エンジニアリング力：試作機から量産機まで、各種ワークサイズに対応する赤外線ユニットの設計、照射試験結果を基にした加熱パラメータを実現する赤外線システムを設計、提案
多くの場合、熱風炉の前に設置されます。この赤外線システムは、製品を急速に目的温度まで上昇させ、生産速度を上げることができます。製品によりますが、コーティング乾燥や硬化にかかる時間を50%程度短縮できた実例があります。
【特長】
■ 高速加熱：SUS1.0㎜、840kW/m2水冷式赤外線ヒーターによる両面加熱、900℃到達10秒
アルミ1.0㎜、500kW/m2水冷式赤外線ヒーターによる両面加熱、330℃到達6秒
■ 均一加熱：優れた加熱効率と搭載ヒーターの配置に関する知見により、温度ムラのない均熱加熱が可能
■ 制御性： 細やかな制御設定が可能、優れた立ち上がり、立ち下がり性能により緊急時の即時OFFが可能
■ 省スペース：ワーク幅に合わせた赤外線ユニットの設計が可能、炉体のように横長形状ではないため、省スペースで設置面積を縮小化
■ プロセス環境：オープンスペース、かつ各ワークを非接触でクリーンな加熱が可能
■ プロセス技術：事前の照射試験により加熱プロセスパラメータを確立
■ エンジニアリング力：試作機から量産機まで、各種ワークサイズに対応する赤外線ユニットの設計、照射試験結果を基にした加熱パラメータを実現する赤外線システムを設計、提案
その他価格等自由記入欄
エクセリタスでは様々なホワイトペーパーをご用意しています。以下はほんの一例ですが、ご興味のある方はぜひお問い合わせください。
■ 軽量化における赤外線プロセスの応用例
■ 選定・導入の前に知っておきたい赤外線ヒーターの種類による違いと選び方
■ 【基礎知識】赤外線ヒーターの導入ガイドブック
■ 軽量化における赤外線プロセスの応用例
■ 選定・導入の前に知っておきたい赤外線ヒーターの種類による違いと選び方
■ 【基礎知識】赤外線ヒーターの導入ガイドブック
会社情報
会社名
エクセリタスノーブルライトジャパン株式会社
会社PR
エクセリタスノーブルライトジャパン株式会社は、2024年1月1日にその社名をヘレウスノーブルライトジャパン株式会社から変更しました。それ以前はヘレウス株式会社ノーブルライト事業部として、1990年初頭より日本国内のお客様にノーブルライトが製造するランプを、また2013年には旧フュージョンUVシステムズジャパン株式会社の取扱製品である無電極UVランプおよびその無電極UVランプシステム（UV照射装置）も製品群に加え、真空紫外から中波長赤外領域までの光プロセス用ランプおよび装置をご提供しています。 東京都文京区に構えるアプリケーションセンター（照射試験センター）では、プロセス技術者がお客様とともに紫外線硬化装置および赤外線加熱装置を用いた照射試験を行っています。UVからIRまでの豊富な経験を有する当社のプロセス技術者は、お客さまとR&Dまたは生産プロセスパラメータを確立、エンジニアリングチームは装置設計と製作を、テクニカルサポートチームは納品後の装置のメンテナンスや修理などを行い、お客様の生産現場にきめ細かな一貫したテクニカルサービスをご提供しています。 私たちは、紫外線および赤外線を用いたプロセスを通じて、お客様が自社のプロセスに満足されるよう、お客様の製造プロセスに対するニーズに寄り添い、技術的サポートを行っています。
