一、项目背景

英国某高端工艺材料加工企业,深耕复杂纺织品涂层、层压工艺与碳纤维复合材料精密切割领域,其产品应用于高端制造、航空航天配套等场景,对加工艺的精度与一致性要求极高。

在材料加热工序中,传统加热设备普遍存在热场分布不均,控温响应滞后,温度偏差大等痛点:幅面温差会导致纺织品涂层厚度不均、层压结合力不一致;温控精度不足则会直接影响碳纤维复合材料的树脂固化效果,最终劣化成品性能与良率。为突破工艺瓶颈,客户选择与Ceramicx合作,定制一套适配其产线需求的高性能红外加热系统。

二、方案设计与系统构成

Ceramicx技术团队结合客户材料特性,工艺参数与产线布局,以陶瓷红外加热技术为核心,打造了模块化分区控温的红外加热炉系统,实现大面积加热面积的均匀热场输出与高精度温度管控。

1.四区均温加热架构

整套红外加热炉将有效加热区域均匀划分为4个独立控温均温区,通过分区独立功率调控,实现整个材料幅面的热量均匀分布,彻底消除加热面中心与边缘的温差,从热源端保障涂层、层压工艺的全幅一致性,显著提升成品质量稳定性。

2. 陶瓷红外加热核心
 
系统搭载 Ceramicx 自研 SFEH 系列陶瓷红外加热器,合计加热总功率达 58.8kW。该系列陶瓷加热器输出长波红外辐射,与纺织品、树脂基复合材料的红外吸收波谱高度匹配,热转化效率高;加热过程温和且具备良好的材料穿透性,可避免表面过热、内部加热不足的工艺缺陷,同时陶瓷发热体具备优异的抗老化、抗腐蚀性能,使用寿命远优于传统金属加热元件。
 
3. 复合式高精度温控系统
 
系统采用4 路闭环控制 + 132 路开环控制相结合的复合控制架构,搭载 Ascon KR1 工业级控制器与 SSR 固态继电器电源控制单元,配合内置 K 型热电偶实时采集温度反馈。
 
该架构兼具闭环控制的高精度与开环控制的快速响应能力,可在短时间内完成温度调节与动态修正,将全区域设定温度与实际温度的偏差稳定控制在 ±2℃(±3.6°F)以内,充分满足高端材料加工的精密工艺要求。
 

三、核心技术优势

 
1.大面积高均匀性热场
 
1800×1050mm 的有效加热面积通过四区均温优化设计,实现全幅面温度均匀分布,完美适配宽幅纺织品与大尺寸碳复材的加工需求,从根源上减少局部温差导致的产品缺陷。
 
2.高响应速度的精密控温
 
闭环 + 开环复合控制搭配 SSR 固态继电器,温度调节响应速度快、控温精度达 ±2℃,可灵活适配不同材料、不同工艺阶段的温度曲线要求,工艺适配性与扩展性强。
 
3.高效低耗的陶瓷加热技术
 
SFEH 陶瓷加热器红外辐射效率高、热损耗低,在同等加热效果下能耗表现更优;同时陶瓷发热体稳定性强、故障率低,可大幅降低客户长期运维与备件更换成本。
 
4.工业级可靠电气设计
 
采用三相 400V 工业标准供电,配套完整的电气保护与接地系统,符合欧盟工业设备安全规范,可在连续生产的产线环境下长期稳定运行。

四、详细技术参数

参数类别

参数项目 技术指标

系统整体参数

系统总功率 59kw

 

有效加热面积 1800×1050mm(70.9×41.3 英寸)

 

加热炉主体长度 1800 mm(70.9 英寸)

加热核心参数

加热器类型 SFEH 陶瓷红外加热器

 

加热器总功率 58.8 kW

 

均温分区数量 4 个

 

温控精度 ±2℃(±3.6°F)

电气供电参数

供电规格 3×400 V + N + PE

 

最大相电流 100 A

 

电源控制方式 SSR 固态继电器

控制传感参数

控制通道数量 4 个

 

控制模式 4 区闭环控制 + 132 路开环控制

 

控制器型号 Ascon KR1

 

控制接口 Ascon KR1

 

温度反馈元件 内置 K 型热电偶

 

五、项目价值与客户收益

该套定制化红外加热系统交付后,完美匹配了客户复杂纺织品涂层层压、碳复合材料加工的加热工艺需求。均匀的热场分布大幅提升了产品良率与批次质量一致性,高精度温度控制保障了碳纤维复合材料的性能稳定性,高效的陶瓷加热技术也为客户降低了生产能耗与长期运维成本。
 
本项目是 Ceramicx 在高端纺织与复合材料加工领域的标杆性定制案例,充分体现了 Ceramicx 从工艺分析、方案设计到设备制造交付的全流程技术能力。作为 Ceramicx 大中华区总代理,我们可面向国内各行业客户,提供同等标准的定制化红外线加热整体解决方案。