Der Hauptunterschied besteht darin, dass Hersteller, die für ihre Anwendungen eine lokale Erwärmung benötigen, auf die Vorteile flexibler Heizungen zurückgreifen, die an Komponenten und Geräten installiert sind. Diese Heizungen können je nach Anwendung niedrige oder hohe Wärmeniveaus bei unterschiedlichen Temperaturen liefern, um eine ordnungsgemäße Wärmeübertragung zu gewährleisten.
Heizungsmaterialien sind konfigurierbar und kundenspezifisch angepasst, um einer Vielzahl von Anwendungen gerecht zu werden. Hersteller müssen ein Heizelement auswählen, das die richtige Wärme, eine ausgewogene Wärmeverteilung und die Möglichkeit bietet, mehrere Leistungsdichten in einem flexiblen Heizelement zu platzieren. Zwei übliche Heizelemente umfassen Wickel- und Ätzfolie.
Drahtgewickelte Elemente
Das Wicklungselement besteht aus einem Widerstandsdraht mit einem bestimmten Durchmesser. Dieser Draht kann einzelne Litzen haben oder aus mehreren Litzen bestehen, die miteinander verwoben und auf einen Glasfaserkern gelegt werden. Dieser Draht wird dann auf ein Neoprensubstrat oder einen mit Nylon verstärkten Silikonkautschuk vulkanisiert, da die Dicke des Materials von 0 0,032 Zoll reichen kann. Die Widerstandsdrähte sind in einem bestimmten Muster gewickelt, so dass sie gleichmäßig über das gesamte Substrat verteilt sind.
Beispiel für die Herstellung eines flexiblen Heizelements mit drahtgewickelten Elementen.
Drahtgewickelte Bauteile haben viele Vorteile. Diese Elemente bieten ein höheres Maß an physikalischer Festigkeit und sind daher ideal für Heizanwendungen, bei denen Reibungskräfte an flexiblen Heizelementen auftreten können. Flexibilität ist ein weiterer großer Vorteil von drahtgewickelten flexiblen Heizelementen. Sie können problemlos Biegungen mit kleinem Radius handhaben, da für Anwendungen, die größere Heizelemente erfordern, der Draht in langen Streifen platziert werden kann.
Drahtgewickelte Elemente sind die ursprünglichen Elemente flexibler Heizelemente und eine geeignete Wahl für Hersteller, die nach größeren Silikonheizelementen suchen. Heutzutage verwenden Hersteller diese Art von Elementen immer noch in einer Vielzahl von Anwendungen, darunter Geräte zum Erhitzen von Lebensmitteln sowie Heizungsrohre.
Ätzen von Folienelementen
Ätzfolie ist eine neuere Technologie als drahtgewickelte Elemente, die in den letzten 4 0 Jahren verwendet wurden. Der Hauptunterschied der Ätzfolie besteht darin, dass sie nicht aus Draht besteht. Im Gegensatz dazu ist es, ähnlich wie bei einer Leiterplatte, ein dünnes Legierungsmetall mit elektrischen Widerstandseigenschaften, das in das Substratmaterial säuregeätzt wird. Aluminiumfolie kann bis zu 0.005 Zoll dünn sein und ähnlich aussehen wie Aluminiumfolie. Hersteller flexibler Heizelemente bringen die Metallfolie in eine rechteckige flache Form und platzieren sie in einem Muster, das mindestens 0,10 Zoll breit ist.
Beispiel eines hergestellten flexiblen Heizelements mit geätzten Folienelementen.
Das Ätzen von Folienelementen kann besondere Vorteile für Hersteller bieten, die nach dünneren flexiblen Heizelementen in Anwendungen suchen, bei denen Größe und Gewicht ernsthafte Bedenken haben. Sie können für die Kurz- und Langzeitproduktion eingesetzt werden, da diese Elemente eine höhere Leistungsdichte und eine schnelle Aufheizfähigkeit ermöglichen.
Obwohl die geätzte Folie eine größere Breite erfordert, um die gleiche Leistung und den gleichen Widerstand wie die Wicklungselemente bereitzustellen, können die Elemente ohne Kontakt und Kurzschlüsse dichter aneinander platziert werden. Somit kann sich die geätzte Folie in einem engeren Raum auf dem Substrat befinden. Schließlich können Hersteller eine präzisere Temperatursteuerung mit komplexen Wärmeverteilungseigenschaften erhalten.
Legierungen für Heizelemente
Bestimmte Metalllegierungen haben sowohl eine Wärmeleitfähigkeit als auch einen spezifischen Widerstand, wodurch sie für die Verwendung als Heizelemente geeignet sind. Legierungen bestehen aus unedlen Metallen und anderen Spurenmetallelementen, die in bestimmten Prozessen hinzugefügt werden, um die mechanischen, strukturellen, elektrischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften der unedlen Metalle zu verändern. Die inhärenten Eigenschaften der Legierung können verbessert werden, wie z. B. eine höhere Korrosionsbeständigkeit oder Leitfähigkeit oder weniger Verunreinigungen. Legierungen, die üblicherweise in Heizelementen verwendet werden, sind Edelstahl, Nickel-Chrom, Kupfer-Nickel oder Inconel 600.
Edelstahl 304
Edelstahl 304 ist eine Metalllegierung aus Chrom und Nickel, da er auch mit Kohlenstoff kombiniert wird. Es kann unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken, einschließlich Hydroforming, geformt werden. Die Hauptvorteile von Edelstahl sind hervorragende Wärmeübertragungsfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einfache Herstellung. Es hat eine Wärmekapazität von 20 Grad und eine maximale mechanische Temperatur von 420 Grad.
Nichrom
Nickel-Chrom enthält einen Anteil an Nickel und Chrom. Die Zugabe von Chrom erhöht die Beständigkeit sowie die Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, wodurch die Legierung aufgrund ihrer Duktilität und Festigkeit für drahtgewickelte Elemente geeignet ist. Die maximale Betriebstemperatur der Legierung beträgt 1100 Grad und die Wärmekapazität liegt bei etwa 20 Grad.
Kupfer-Nickel
Kupfer-Nickel ist unglaublich korrosions- und elektrisch beständig. Diese Legierung ist wegen ihrer guten Zerspanbarkeit oft gefragt. Obwohl es für Heizelemente bei 400 Grad besser geeignet ist, beträgt seine maximale mechanische Temperatur 600 Grad. Es bietet auch eine Wärmekapazität von 20 Grad.
Inconel 600
Die Legierung Inconel 600 eignet sich am besten für Anwendungen, die eine hohe Korrosion und elektrischen Widerstand erfordern, und ist außerdem nicht magnetisch, wodurch die Legierung ideal für die Verwendung mit flexiblen Heizelementen ist, die mit Produkten verwendet werden, die für magnetische Einflüsse anfällig sind, im Freien und in feuchten Umgebungen. Es enthält eine Kombination aus Nickel, Chrom und etwas Eisen. Es ist auch chemisch sehr beständig. Die Wärmekapazität der Legierung beträgt 20 Grad und die mechanische Temperatur 1100 Grad.
Verwenden Sie das richtige Heizelement für Ihre Anwendung
Der beste Weg, das richtige Heizelement für die Anwendung auszuwählen, besteht darin, die erforderliche Leistungsdichte, die erforderliche Wärmeübertragung und Vorwärmung, die Arbeitsumgebung und die Größe des erforderlichen Heizelements zu bestimmen. Wenn Hersteller große, robuste Heizungen mit kleineren Biegeradien und mehreren Wattdichten während des gesamten Prozesses benötigen, können drahtgewickelte Heizungen die Arbeit erledigen. Für Anwendungen, die ein dünnes flexibles Heizelement mit schnellem Aufheizen und guter Gesamtwärmeübertragungsfähigkeit erfordern, können geätzte Folienelemente verwendet werden.