Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
2.3. Thiết kế của cuộn dây gia nhiệt (coil design)
Trong quá trình gia nhiệt cho bề mặt khn, dịng điện cảm ứng trên bề mặt khuôn đƣợc tạo ra bởi từ trƣờng thay đổi của dịng điện trong cuộn dây (coil). Do đó, với các thiết kế khác nhau của cuộn dây, từ trƣờng sẽ thay đổi, và kết quả là phân bố nhiệt độ trên bề mặt lịng khn cũng sẽ khác nhau. Với thiết kế tốt, cuộn dây sẽ tạo ra vùng gia nhiệt hợp lý cho bề mặt khn, ngồi ra, hiệu suất của quá trình gia nhiệt cũng đƣợc tối ƣu hơn. Nhìn chung, trong lĩnh vực gia nhiệt cho khuôn phun ép theo nguyên lý cảm ứng từ, cuộn dây gia nhiệt (induction coil) thƣờng đƣợc làm từ ống đồng với đƣờng kính từ 5 mm đến 14 mm. Tùy theo từng loại khuôn và khu vực cần gia nhiệt, cuộn dây có thể có 1 vịng (turn) hoặc nhiều vòng dạng xoắn ốc (helical) với tiết diện tròn (round) hoặc vuông (square). Bên cạnh thông số về cuộn dây, khoảng cách giữa cuộn dây và bề mặt cần gia nhiệt cũng là một trong những thông số quan trọng. Nếu khoảng cách này nhỏ, hiệu suất của quá trình gia nhiệt sẽ lớn hơn. [14]
2.4 Một số đặc điểm nổi bật của quá trình gia nhiệt theo phƣơng pháp cảm ứng từ
Quá trình gia nhiệt:
o Do mật độ dòng điện (current density) tập trung tại bề mặt gia nhiệt nên quá trình gia nhiệt sẽ đƣợc thực hiện với tốc độ cao.
o Với mục tiêu nâng nhiệt độ bề mặt lên giá trị cao (cao hơn nhiệt độ chuyển pha (Tg) của vật liệu nhựa), phƣơng pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ là một trong những phƣơng pháp mang tính khả thi nhất.
o Phƣơng pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ có thể dùng cho trƣờng hợp cần gia nhiệt cục bộ tại một cùng nhỏ trên bề mặt khuôn.
o Các trang thiết bị đƣợc dùng trong quá trình gia nhiệt bằng cảm ứng từ có thể đƣợc tự động hóa dễ dàng.
Năng lƣợng:
o Phƣơng pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ mang tính hiệu quả cao về mặt năng lƣợng [4, 13, 14]. Tuy nhiên, mức độ hiệu quả này phụ thuộc nhiều vào loại vật liệu cần gia nhiệt.
o Trong qui trình phun ép nhựa, quá trình gia nhiệt bằng cảm ứng từ thƣờng diễn ra với tốc độ nhanh, do đó, phần tổn thất nhiệt năng ra ngồi mơi trƣờng đƣợc hạn chế tốt đa.
Chất lƣợng vùng gia nhiệt:
o Vùng gia nhiệt có thể đƣợc điều khiển dễ dàng thơng qua thiết kế cuộn dây gia nhiệt hợp lý
o Quá trình gia nhiệt có thể đƣợc mơ phỏng, tính tốn chính xác trƣớc khi tiến hành thực tế
So với các phƣơng pháp gia nhiệt khác, phƣơng pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ có một số ƣu điểm sau:
o Q trình điều khiển nhiệt độ có thể đƣợc tiến hành dễ dàng.
o Q trình gia nhiệt bằng cảm ứng từ chỉ có ảnh hƣởng đến lớp bề mặt của khn, do đó, hiệu quả về mặt năng lƣợng cao hơn rất nhiều so với phƣơng pháp dùng điện trở để gia nhiệt.
o Có khả năng gia nhiệt cục bộ tại một hoặc một số vùng trên bề mặt khn
o Q trình gia nhiệt bằng cảm ứng từ gần nhƣ không phụ thuộc vào điều kiện mơi trƣờng bên ngồi.
o Đây là phƣơng pháp gia nhiệt không ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng.
Một số nhƣợc điểm cần đƣợc khắc phục của phƣơng pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ:
o Chỉ ứng dụng tốt với các loại vật liệu sắt từ. o Giá của thiết bị vẫn còn khá cao.
o Với các bề mặt phức tạp, rất khó để có đƣợc thiết kế của cuộn dây thích hợp