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Mar 19, 2024

Proceso de rodillo de presión

Fecha: 30 de septiembre de 2022

Por Luc Moeyersons

Una mirada al proceso del rodillo.

Horno – Conceptos de calefacción:

Convección (aire circulante):

- No es sensible a los recubrimientos de vidrio (reflectantes de infrarrojos) - Proceso lento - Transferencia de calor dependiendo de la masa/grosor del vidrio

Radiación IR de onda larga:

Ver más en este capítulo.

Radiación IR de onda corta:

Ver más en este capítulo.

Microondas:

Concepto de calefacción por infrarrojos

Si uno observa los escaneos de absorbancia de las láminas intermedias, puede notar que alrededor de 3,5 micrones (3500 nanómetros) de PVB y otras capas intermedias/insertos absorben energía mientras que el vidrio transmite esta energía.

Si uno observara la transmitancia, vería que el vidrio (independientemente del color) transmite aproximadamente. El 30 % de esta energía IR específica, mientras que el PVB transmitiría menos del 10 % en esta longitud de onda específica.

Radiación IR correcta:

Traducido a un proceso de calentamiento por laminación, con elementos calefactores IR (correctos) encima y debajo de los laminados, y según la apreciación del termopar, uno esperaría que cuando se usara vidrio de 4 mm y una capa intermedia de 0,76 mm, el vidrio absorbiera aprox. 70 % de la energía, 20 % en la interfaz PVB/Glass y 10 % por el PVB.

Radiación IR incorrecta:

Utilizando elementos IR de longitud de onda corta (pico de radiación de alrededor de 1,5 micrones), la mayor parte de la energía IR pasaría a través del vidrio y el PVB. Esto significaría que se perdería mucha energía dentro del horno, siendo absorbida por todos los elementos posibles y convertida en energía/calor por convección.

Se puede suponer que el 20 % de la energía infrarroja sería absorbida por el vidrio, el 5 % en la interfaz PVB/vidrio, el 5 % por el PVB y el 70 % pasaría a través del laminado, transformándose en energía de convección. Tenga en cuenta que el calentamiento por convección es un proceso más lento que la radiación.

El elemento IR que proporciona este pico de radiación IR concentrado alrededor de 3,5 micras (2,5 a 4,5 micras) sería un "elemento de longitud de onda media de respuesta rápida" (3,5 a 6 micras) a un 90% de la tasa máxima de emisión/quema del elemento (1400 °C). frente a 1600 °C).

La longitud de onda de los elementos IR la establece la “temperatura del emisor IR”, por lo que los elementos de longitud de onda media podrían sintonizarse a longitudes de onda de 2,5 a 4,5 micrones influyendo en la “temperatura del emisor IR” o reduciendo la energía eléctrica suministrada al elemento IR. En mi opinión, los elementos IR de onda media proporcionarían el mejor equilibrio entre la eficiencia y la producción de radiación.

La empresa Heraeus ha desarrollado (junto con emisores IR de doble tubo) un sistema para controlar la radiación de los elementos IR, llamado Herathron Thyriston Power Controllers.

Este sistema permite vincular la temperatura del elemento radiado al control del proceso.

Se han realizado experimentos en los que los elementos IR funcionaban por debajo del 90 % de la energía eléctrica para garantizar una radiación adecuada y los elementos se reducían a un nivel del 60 % cuando ningún laminado pasaba por el horno.

Esto también garantiza una respuesta muy rápida para aumentar al nivel de energía eléctrica correcto, donde se necesita mucho más tiempo (4 a 5 veces) para que un elemento IR (comenzando desde 0) alcance cerca de la "temperatura máxima del emisor de IR".

Herathron, si se instala correctamente, también permite una radiación diferente de arriba a abajo.

Esto ayuda a proporcionar la misma energía desde ambos lados, a pesar de que los rodillos transportadores absorberán/reflejarán energía continuamente.

Por otro lado, este sistema ayudará a procesar construcciones laminadas asimétricas, en calibre, color e incluso con revestimientos.

Herathron también permite un nivel de energía eléctrica mucho mejor controlado y, como consecuencia, una radiación IR mejor controlada y enfocada.

Otro punto importante es el equilibrio entre la radiación IR y la convección.

La mayoría de las empresas de construcción de hornos de infrarrojos utilizan la temperatura del horno (convección) para dirigir la radiación de infrarrojos.

Para hacer esto, tienen una serie de elementos IR (generalmente en pareja, uno encima y otro debajo del camino del laminado) que están continuamente encendidos y luego algunos que se encenderán y apagarán dependiendo de la temperatura del horno.

Esta acción cambiará el equilibrio entre convección y radiación.

Se realizaron pruebas exitosas abriendo las chimeneas en la parte superior de cada sección del horno y dejando salir el calor (convección).

La apertura de las chimeneas debe orientarse de tal manera que todos los elementos IR estén continuamente encendidos, sin una pérdida masiva de calor por convección. Esta no es la forma más eficiente desde el punto de vista energético, pero permite la configuración inicial al inicio o definir las condiciones del proceso.

Los ventiladores dentro de la sección del horno también ayudarán a crear un calor uniforme (convección).

Otra forma de controlar el equilibrio radiación/convección podría ser instalar un interruptor en el transportador de montaje a cierta distancia del horno. Esta distancia debe ser igual o superior (60 segundos) al tiempo necesario para que la pila de ensamblaje pase al horno y todos los elementos IR estén en plena radiación.

Concepto de línea de rodillos:

Sistema convencional – 2 hornos y 2 rodillos

El primer (pre)horno tiene que calentar el sándwich de vidrio/PVB hasta aproximadamente 35 °C para permitir la evacuación del aire con el PVB (rugosidad de la superficie) en la temperatura de deformación plástica.

Presión del rodillo de presión:

Hay tres formas (comerciales) de aplicar presión a los rodillos de presión:

En todos los casos, los cilindros a ambos lados de los rodillos de presión están interconectados (vasos comunicantes), esto para garantizar la misma presión en ambos lados de los rodillos de presión.

Cilindros neumáticos:

2 cilindros neumáticos aplican presión (rodillos de presión inferiores en posición de eje fijo, rodillos de presión superiores equipados con cilindros neumáticos) a los rodillos de presión superiores.

La presión en ambos cilindros neumáticos está entre 3 y 7 bar.

Cuando pregunté a los fabricantes europeos de líneas de laminación sobre el diámetro de los cilindros de presión utilizados (para calcular la presión real en los rodillos de presión), obtuve respuestas contradictorias (datos reales, respuestas vagas, relativas a información confidencial,...).

Pero la mayoría de los proveedores utilizan una presión de 3 a 7 bares en los cilindros.

Cilindros hidraulicos

2 cilindros hidráulicos aplican presión (rodillos de presión inferiores en la posición del eje fijo, rodillos de presión superiores equipados con cilindros hidráulicos) a los rodillos de presión superiores.

La presión en ambos cilindros hidráulicos está entre 3 y 7 bar. (un proveedor utiliza 19 bar pero con un juego de cilindros de presión mucho más pequeño)

Cilindros de prensa de servohusillo

2 cilindros de servohusillo aplican presión (rodillos de presión inferiores en posición de eje fijo, rodillos de presión superiores equipados con cilindros de servohusillo) a los rodillos de presión superiores.

Se afirma que este sistema es más preciso y consistente.

La presión de compresión máxima es de 25 kN/metro de ancho del laminado y se calcula automáticamente en relación con el ancho del vidrio/laminado.

por ejemplo, en un PVB de 44,2, la presión es de 22 kN/metro de ancho del vidrio (ᵙ 110 N/cm2 de superficie de contacto); Si el laminado tiene 2 metros de ancho, entonces la fuerza total de presión es de 44 kN sobre el sándwich laminado.

La presión de pellizco debe estar (en la mayoría de los casos) entre 100 y 150 N/cm2 (objetivo 125 N/cm2). De esta manera, la cubierta de goma del rodillo de presión se deforma con una aplicación. 2 cm (ancho de pellizco). Para obtener esta deformación con esa presión, la dureza de la cubierta de goma debe ser de 60 – 80 Share A. Para la mayoría de las líneas de rodillos de presión, eso significa una presión sobre los cilindros que empujan los rodillos entre sí de 3 a 5 bar (dependiendo del diámetro del cilindro).

Sigue siendo el espacio (apertura/ajuste de apertura) de los rodillos: debe ser 1 mm menor que el espesor del vidrio del laminado (usando vidrio recocido laminado simple). Esto se puede reducir en 1 mm más para vidrio templado y termoendurecido.

Para vidrio multilaminado, una reducción de 1 mm por lámina de vidrio debería ser suficiente.

Nuevamente, el vidrio templado y termoendurecido puede soportar más deformación/presión de los rodillos gracias a una separación reducida entre los rodillos.

el segundo hornoDebe calentar el vidrio laminado hasta aproximadamente 60° C, para permitir que los segundos rodillos de presión sellen los bordes del laminado, de modo que no pueda entrar aire (comprimido) en el laminado durante el autoclave.

La configuración del rodillo prensador debe ser idéntica a la de los primeros rodillos prensadores, pero la presión se puede aumentar hasta 3 a 7 bar.

Los ajustes de temperatura del vidrio laminado (arriba) pueden ser ligeramente diferentes según el tipo de PVB, la reología de PVB y la rugosidad de la superficie de PVB.

Sistema simplificado - Un horno y un rodillo.

Aquí los (segundos) rodillos de presión deben realizar ambas acciones: desairear y sellar los bordes. Esto significa que el proceso debe realizarse más lento (el horno más corto con menos elementos calefactores IR ya necesitará funcionar más lento para alcanzar la temperatura necesaria).

También se podría decidir pasar el sándwich laminado dos veces por el horno y los rodillos prensadores, pero podría resultar más complicado alcanzar la temperatura objetivo (primera vez: 35° C y segunda vez: 60° C).

Un horno y 2 rodillos.

Si la temperatura de vidrio/PVB no es de 35 C, estos primeros rodillos de presión no podrán desairear adecuadamente el sándwich de PVB-vidrio. El PVB todavía estará en la temperatura de la región elástica y, como consecuencia, el laminado de vidrio (especialmente con vidrio delgado) podría abrirse en el horno debido a la presión aplicada (en el medio de la longitud del laminado) por el primer rodillo. El aire caliente que entró en el laminado no podrá eliminarse.

Se notarán “nubes” en el pre-nip o “piel de leopardo” (zonas con mayor opacidad con una periferia clara, debido a las burbujas de aire debajo del PVB que se aplanan por la presión y un PVB ligeramente más grueso en la periferia del aire. El bolsillo se apretará, lo que dará como resultado un PVB ligeramente más grueso y una periferia de preimpresión más clara). (defectos de laminación: consulte más adelante)

Los procesos de laminación con un horno o un rodillo funcionan adecuadamente hasta una velocidad de procesamiento de aprox. 8 metros/minuto.

Si no se puede alcanzar una temperatura de primera presión previa de 35 °C, se recomienda abrir el primer rodillo de presión hasta un espacio igual o mayor que el espesor del laminado. Cuando se establece igual al espesor del laminado, el rodillo de presión eliminará/debería eliminar posibles arrugas de PVB.

Si la temperatura de vidrio/PVB no es de 35 C, estos primeros rodillos de presión no podrán desairear adecuadamente el sándwich de PVB-vidrio. El PVB todavía estará en la temperatura de la región elástica y, como consecuencia, el laminado de vidrio (especialmente con vidrio delgado) podría abrirse en el horno debido a la presión aplicada (en el medio de la longitud del laminado) por el primer rodillo. El aire caliente que entró en el laminado no podrá eliminarse.

Se notarán “nubes” en el pre-nip o “piel de leopardo” (zonas con mayor opacidad con una periferia clara, debido a las burbujas de aire debajo del PVB que se aplanan por la presión y un PVB ligeramente más grueso en la periferia del aire. El bolsillo se apretará, lo que dará como resultado un PVB ligeramente más grueso y una periferia de preimpresión más clara). (defectos de laminación: consulte más adelante)

Los procesos de laminación con un horno o un rodillo funcionan adecuadamente hasta una velocidad de procesamiento de aprox. 8 metros/minuto.

Si no se puede alcanzar una temperatura de primera presión previa de 35 °C, se recomienda abrir el primer rodillo de presión hasta un espacio igual o mayor que el espesor del laminado. Cuando se establece igual al espesor del laminado, el rodillo de presión eliminará/debería eliminar posibles arrugas de PVB.

Las imágenes se muestran con referencia a la fuente de la imagen. Si la información es incorrecta, comuníquese con el autor con la información correcta para corregir el documento.

Esta información corresponde a nuestro conocimiento actual sobre este tema. Se ofrece únicamente para proporcionar posibles sugerencias para sus propios experimentos. Sin embargo, no pretende sustituir ninguna prueba que pueda necesitar realizar para determinar por sí mismo la idoneidad de nuestro asesoramiento para sus propósitos particulares.

Por Luc MoeyersonsUna mirada al proceso del rodillo.Horno – Conceptos de calefacción:Convección (aire circulante):Radiación IR de onda larga:Radiación IR de onda corta:Microondas:Concepto de calefacción por infrarrojosRadiación IR correcta:Radiación IR incorrecta:Concepto de línea de rodillos:Sistema convencional – 2 hornos y 2 rodillosPresión del rodillo de presión:Cilindros neumáticos:Cilindros hidraulicosCilindros de prensa de servohusilloel segundo hornoSistema simplificado - Un horno y un rodillo.Un horno y 2 rodillos.
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