PROCEDIMIENTO PARA CALENTAR MATERIALES CON VISTAS A PRODUCIR OBJETOS Y DISPOSITIVO QUE PONE EN PRACTICA DICHO PROCEDIMIENTO.

Un procedimiento para calentar materiales (314) con vistas a producir objetos,

comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: la etapa de generar campos electromagnéticos por medio de inductores (302, 402) recorridos por corrientes eléctricas de intensidad y de frecuencia apropiadas, la etapa de aplicar los campos electromagnéticos a dos elementos (300'') enfrentados, los dos de material eléctricamente conductor, comprendiendo al menos un elemento (300'') una cara (306) que constituye una zona calentadora, rodeando los medios inductores (302, 402) los dos elementos (300''), caracterizado porque un corte (307) eléctrico aislante, o entrehierro, está previsto entre los elementos (300'') de tal manera que las corrientes eléctricas inducidas por los campos electromagnéticos circulan en circuito cerrado en cada elemento (300''), y en particular en la superficie (305) de la zona calentadora, estando dispuesto el material a calentar en contacto o en proximidad de la zona calentadora

Procedimiento para calentar materiales con vistas a producir objetos y dispositivo que pone en práctica dicho procedimiento.

El presente invento se refiere a un procedimiento para calentar materiales con vistas a producir objetos y a un dispositivo que pone en práctica tal procedimiento.

La producción de objetos de manera industrial, en particular en serie, es una operación de una importancia creciente que concierne al conjunto de los dominios de actividad económica tales como, por ejemplo, los dominios del automóvil, aeroespacial, aeronáutico, acústico, amueblamiento y sanitario, de edificios y obras públicas, de la salud o aún en el dominio de los grandes objetos públicos tales como equipajes o juguetes.

De una manera general, casi cualquier actividad industrial o de servicios requiere la puesta en práctica de objetos que, aunque siendo específicos de esta actividad, deben ser generados en gran número, de preferencia con costes limitados.

Por otra parte, la producción de tales objetos puede poner en práctica operaciones de naturalezas tan diversas y variadas como, por ejemplo, operaciones de conformado, de moldeo, de sobremoldeo, de consolidación local, de inserción, de ensamblaje, de soldadura, de corte, de protección o recubrimiento (<coating> en inglés) o de decoración.

Finalmente, tal producción debe poder tener en cuenta materiales tan diversos como compuestos termoplásticos, compuestos termoendurecibles, compuestos celulares, elastómeros y/o compuestos vulcanizables, vidrio o aleaciones ligeras, y que presentan, por ejemplo, un refuerzo por fibras (vidrio, carbono, naturales...) y/o una estructura en sándwiches y/o en nidos de abejas.

Para limitar los costes de inversión y de explotación de una producción en gran número de objetos, es oportuno utilizar un procedimiento que emplea fenómenos de inducción electromagnética para calentar materiales con vistas o no a su moldeo.

Según tal procedimiento, un dispositivo 100 (fig. 1) de moldeo comprende inductores 102 que transmiten una corriente eléctrica que genera un campo magnético (no representado) tal como corrientes de Foucault que se propagan en un elemento conductor, como un metal, 104 situado en la proximidad de los inductores 102.

Estas corrientes de Foucault provocan un calentamiento del elemento conductor 104 que transmite su calor, por conducción, hacia un material 106 a moldear colocado sobre su superficie 105.

Esta conducción, o transferencia de calor, representada por flechas 103 en la fig. 1, permite entonces llevar el material 106 a la temperatura deseada para efectuar su moldeo.

El presente invento resulta de la comprobación de que un procedimiento según la técnica anterior, tal como se ha descrito con ayuda de la fig. 1, presenta numerosos inconvenientes.

De hecho, tal procedimiento requiere el calentamiento del conjunto del elemento conductor 104 mientras incluso que solo su superficie 105, en contacto con el material 106 a moldear, requiere una elevación de temperatura.

En otros términos, la cantidad de energía que debe ser proporcionada para la elevación de temperatura del material 106 es aumentada por la cantidad de energía a proporcionar para elevar la temperatura del conjunto del elemento conductor 104, lo que aumenta el coste del procedimiento.

Por otra parte, oro problema reside en la falta de homogeneidad del calentamiento de la superficie 105 ya que, en función de la proximidad de esta superficie de los inductores, su temperatura varía.

A partir de entonces, la superficie 105 presenta gradientes de temperatura que provocan calentamientos heterogéneos del material 106 que pueden provocar malformaciones del objeto producido.

Estas malformaciones pueden presentarse en forma de irregularidades de la superficie del material 106 después de calentamiento, provocando tensiones internas en este material y, por consiguiente, riesgos de rotura o de deformaciones del material.

Otro inconveniente de un procedimiento según la técnica anterior reside en la necesidad de una aproximación empírica para su realización. De hecho, en función de la forma del material a calentar, la forma del elemento conductor debe ser adaptada, modificando así sus características de conducción.

Por ello, para cada forma de material 106 a moldear, es necesario realizar ensayos que permitan determinar la disposición óptima de los inductores en el dispositivo de calentamiento, sin que esta disposición permita un calentamiento homogéneo como se ha indicado precedentemente.

Según otro inconveniente, un procedimiento conocido emplea ciclos térmicos (calentamiento/enfriamiento) de duraciones importantes, generalmente de varias horas, dado que la inercia térmica de un material conductor tal como un metal es importante.

La gran duración de los ciclos térmicos es también debida al hecho de que el espesor de un elemento conductor 104 es importante para permitir la realización de diferentes formas de superficie a partir de un mismo elemento conductor, correspondiendo estas diferentes formas a las formas de los objetos a producir, machos y/o hembras.

Es conocido, por el documento US-A-5.808.281, un dispositivo para calentar materiales que comprende generadores de corrientes eléctricas que alimentan inductores y que engendran campos electromagnéticos, y medios para aplicar estos campos electromagnéticos a dos elementos enfrentados, los dos de material eléctricamente conductor, comprendiendo al menos un elemento una cara que constituye una zona calentadora o calefactora, rodeando los medios inductores los dos elementos.

Para remediar al menos uno de estos inconvenientes, el presente invento se refiere a un procedimiento para calentar materiales con vistas a producir objetos de manera industrial, en particular en serie, limitando los costes de inversión y los costes de explotación, permitiendo una gran variedad de procedimientos de transformación; comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- la etapa de generar campos electromagnéticos por medio de inductores recorridos por corrientes eléctricas de intensidad y de frecuencia apropiadas,

- la etapa de aplicar dichos campos electromagnéticos al menos a una parte de al menos un elemento intermedio, que comprende una cara interna y una cara externa, situada entre dichos inductores y dichos materiales a calentar,

- estando dichos inductores y dicho elemento intermedio conformados de tal manera que las corrientes eléctricas inducidas en dicho elemento intermedio por dichos campos electromagnéticos circulan en la superficie de al menos una zona llamada calentadora de dichas caras externas e internas, estando destinada dicha zona calentadora a estar en la entrecara con los materiales a calentar,

- estando realizada una de las partes de cada elemento intermedio que incluye dicha zona calentadora de un material que tiene una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferente de la del resto del elemento intermedio.

Gracias a un procedimiento conforme al invento, la elevación de temperatura requerida para la producción de un objeto puede estar limitada solo a la superficie del elemento intermedio, que sirve de soporte del material a calentar, y a este material, de tal manera que este procedimiento de calentamiento requiere un consumo energético menor con relación a un procedimiento según la técnica anterior. Se observa que podría ser considerado igualmente utilizar un elemento intermedio constituido por un único material.

Además, la elevación de temperatura de la superficie del elemento intermedio no está unida exclusivamente a la difusividad térmica del elemento intermedio lo que aumenta la reproductividad y la fiabilidad del procedimiento.

Tal procedimiento presenta igualmente la ventaja de permitir una circulación de corriente que mejora la homogeneidad del calentamiento sobre el conjunto de la superficie del elemento intermedio de tal manera que el calentamiento de los materiales en contacto con este elemento intermedio se efectúa de manera también homogénea, permitiendo limitar la presencia de tensiones internas en este material.

Otra ventaja del invento reside en el hecho de que permite obtener diferentes temperaturas, en la superficie del elemento intermedio, asociando sub-partes de naturalezas (resistividad eléctrica, permeabilidad magnética, y a un nivel menor la difusividad térmica) distintas, siendo la temperatura de cada una...

1. Un procedimiento para calentar materiales (314) con vistas a producir objetos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: la etapa de generar campos electromagnéticos por medio de inductores (302, 402) recorridos por corrientes eléctricas de intensidad y de frecuencia apropiadas, la etapa de aplicar los campos electromagnéticos a dos elementos (300') enfrentados, los dos de material eléctricamente conductor, comprendiendo al menos un elemento (300') una cara (306) que constituye una zona calentadora, rodeando los medios inductores (302, 402) los dos elementos (300'), caracterizado porque un corte (307) eléctrico aislante, o entrehierro, está previsto entre los elementos (300') de tal manera que las corrientes eléctricas inducidas por los campos electromagnéticos circulan en circuito cerrado en cada elemento (300'), y en particular en la superficie (305) de la zona calentadora, estando dispuesto el material a calentar en contacto o en proximidad de la zona calentadora.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1ª, en el que la zona calentadora (305) comprende una parte (311) del elemento (300') correspondiente que tienen una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferente de las del resto (312) del elemento (300').

3. Un procedimiento según la reivindicación 1ª o 2ª, en el que los dos elementos (300') son móviles uno con relación al otro.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3ª, estando el procedimiento descompuesto en una primera fase en la que los inductores (302) y los elementos intermedios (300') están conformados de tal manera que las corrientes eléctricas inducidas en los elementos (300') por los campos electromagnéticos circulan en la superficie (305) de la zona calentadora, estando destinada la zona calentadora a estar en la entrecara con los materiales a calentar, seguida de una segunda fase donde, después de la puesta en contacto de los dos elementos móviles de manera que cierran herméticamente un espacio y de la inyección de los materiales a calentar en este espacio, el corte eléctrico (307) entre los dos elementos no es ya realizado.

5. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1ª a 4ª; comprendiendo los inductores (302, 402) partes amovibles y enchufables para rodear los dos elementos (300').

6. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes; en el que se prevé una parte (311) de al menos un elemento (300') que tiene una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferentes de las del resto (312) del elemento correspondiente (300'), comprendiendo esta parte (311) un elemento (308) realizado de un compuesto magnético que presenta una temperatura de Curie, por ejemplo comprendiendo níquel, cromo, y/o titanio.

7. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes; en el que se prevé una parte (311) de al menos uno de los elementos (300') que constituye la zona calentadora, teniendo esta parte (311) una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferentes de las del resto (312) del elemento correspondiente (300'), comprendiendo el material que constituye el resto (312) del elemento (300') correspondiente un material amagnético.

8. Un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes; en el que la entrecara de la zona calentadora con los materiales a calentar es realizada por contacto de manera que se realice un moldeo.

9. Un procedimiento según la reivindicación 8ª; en el que la zona calentadora está revestida de un depósito de material aislante eléctrico.

10. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1ª a 7ª, en el que la zona calentadora es radiante, estando realizada la entrecara de la zona calentadora con el material a calentar por puesta en proximidad de los materiales a calentar.

11. Un dispositivo para calentar materiales con vistas a producir objetos; comprendiendo el dispositivo: generadores de corrientes eléctricas, de intensidad y de frecuencia apropiadas, que alimentan inductores (302, 402) y que engendran campos electromagnéticos, medios para aplicar los campos electromagnéticos a dos elementos (300') enfrentados, los dos de un material eléctricamente conductor, comprendiendo al menos un elemento una cara (306) que constituye una zona calentadora, rodeando los medios inductores (302, 402) los dos elementos (300'), caracterizado porque un corte (307) eléctrico aislante, o entrehierro, está previsto entre los elementos (300') de tal manera que las corrientes eléctricas inducidas por los campos electromagnéticos circulan en circuito cerrado en cada elemento (300') y en particular en la superficie (305) de la zona calentadora.

12. Un dispositivo según la reivindicación 11ª; en el que la zona calentadora comprende una parte (311) del elemento (300') correspondiente que tiene una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferentes de las del elemento (300') correspondiente.

13. Un dispositivo según la reivindicación 11ª o 12ª, en el que los dos elementos (300') son móviles uno con relación al otro.

14. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 11ª a 13ª, comprendiendo los inductores (202, 402) partes amovibles y enchufables para rodear los dos elementos (300').

15. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 11ª a 14ª; en el que al menos un elemento (300') comprende una parte (311) que tiene una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferentes de las del resto (312) del elemento correspondiente; comprendiendo esta parte (311) un elemento (308) realizado de un compuesto magnético que presenta una temperatura de Curie, por ejemplo comprendiendo níquel, cromo, y/o titanio.

16. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 11ª a 15ª; en el que el menos uno de los elementos (300') comprende una parte (311) que constituye la zona calentadora, teniendo esta parte (311) una permeabilidad magnética y/o una resistividad eléctrica diferentes de las del resto (312) del elemento correspondiente (300'), comprendiendo el material que constituye el resto (312) del elemento (300') un material amagnético.

17. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 11ª a 16ª; en el que la entrecara de la zona calentadora con los materiales a calentar es realizada por contacto de manera que realice un moldeo.

18. Un dispositivo según la reivindicación 17ª; estando la zona calentadora revestida de un depósito de material aislante eléctrico.

19. Un dispositivo según una de las reivindicaciones 11ª a 16ª, en el que la zona calentadora es radiante, estando realizada la entrecara de la zona calentadora con los materiales a calentar por puesta en proximidad de los materiales a calentar.