Nagrzewanie indukcyjne to technologia wykorzystująca zmienne pole elektromagnetyczne do ogrzewania materiałów ferromagnetycznych i przewodzących, która w ostatniej dekadzie została dostosowana do materiałów polimerowych i kompozytów. Doskonale nadaje się do zastosowań w metalach specjalnych, takich jak tytan, metale szlachetne i zaawansowane kompozyty. Nagrzewanie indukcyjne można precyzyjnie kontrolować dzięki grubości kompozytów termoplastycznych wzmocnionych włóknem węglowym. Hot bonder to rozwiązanie wykorzystujące nagrzewanie indukcyjne do nakładania łaty naprawczej na część kompozytową lub utwardzania części podczas produkcji.
Ogrzewanie indukcyjne może osiągnąć szybkie wewnętrzne nagrzanie materiałów kompozytowych z polimeru wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP), aby osiągnąć niskie zużycie energii i wydajne formowanie utwardzające. Jednak struktura CFRP, anizotropia wymiany ciepła i sprzężenie elektromagnetyczne z prądami wirowymi podczas ogrzewania bezpośrednio wpływają na temperaturę utwardzania rozkładu pola materiału kompozytowego i jakość jego formowania. Dlatego ważne jest zbadanie mechanizmu nagrzewania indukcyjnego CFRP oraz zasad sprzężenia i dystrybucji pola elektromagnetycznego wiroprądowego podczas nagrzewania indukcyjnego.
Lutowanie indukcyjne materiałów kompozytowych
Ogrzewanie indukcyjne można również stosować do łączenia materiałów kompozytowych, poprzez jednoczesne ogrzewanie obszaru styku między dwoma kawałkami materiału kompozytowego za pomocą cewki indukcyjnej umieszczonej w sąsiedztwie obszaru łączenia i dociskanie materiału kompozytowego do siebie na styku podczas ogrzewania. Ta metoda pozwala uniknąć pozostawienia ciał obcych na linii łączenia i poprawić wytrzymałość połączenia. Firma TWI niedawno wynalazła nowy sposób na poprawę kontroli zgrzewania indukcyjnego kompozytów termoplastycznych bez dodatkowych susceptorów, poprzez wstawienie cienkiej warstwy elektrycznie izolującej (gazy) pomiędzy sąsiednie warstwy zawierające niewyrównane włókna węglowe.
Ogrzewanie indukcyjne materiałów kompozytowych to nowatorska i obiecująca technologia, która może oferować wiele korzyści w porównaniu z metodami konwencjonalnymi, takich jak szybsze przetwarzanie, mniejsze zużycie energii, lepsza kontrola jakości i mniejszy wpływ na środowisko. Jednak wiąże się to również z pewnymi wyzwaniami i wymaga dalszych badań i rozwoju w celu optymalizacji parametrów procesu, zrozumienia zachowania materiału oraz zapewnienia niezawodnej i spójnej wydajności.