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Temperatura en hornos infrarrojos

A nuesto correo nos escribió Paola Andrea Muñoz para comentarnos la siguiente inquietud:

“Tenemos varias inquietudes que nos gustaría nos puedan colaborar de acuerdo a su experiencia conocimiento.

I.-Cual es el mejor método para medir la temperatura de curado en las piezas en el horno infrarrojo?
- ¿Por contacto directo en las piezas, sistema Datapaq?
- ¿Por infrarrojo, cámaras termograficas?
- ¿Cintas adhesivas afectadas por la temperatura?
II.-¿Cuáles son las ventanas de curado para pinturas que pasan por el horno Infrarrojo?, es lo mismo que para un sistema convencional decir que curan a 190-200°C 10-11 minutos? ó 2-3 min dependiendo de qué?
III.-De acuerdo a la siguiente descripción de nuestro proceso, ¿cuál cree usted que sea el mejor método para lograr saber temperaturas de curado?
Primera parte: Horno Infrarrojo con una longitud de 5.25 m, se programa temperaturas desde 370°C-415°C (mostrada en el display), el calentamiento es por sistema de radiación catalítica.
Segunda parte: Horno Convencional a gas, con una longitud de 8.33 m, se programa temperaturas desde 160°C-240°C( mostrada en el display).
Es un sistema continuo, (conveyor) a una velocidad de 1.5 m/min, es un horno para piezas pintadas en pintura polvo, (partes de motocicletas: chasises, manubrios, patas, etc)”.

Consultamos la opinión de Gregorio Garza ([email protected]) de la empresa Thierica y esta fue su respuesta.
Con respecto a la pregunta de cuál es el mejor método de medir la temperatura de curado en las piezas dentro de un horno de infrarrojos, cualquiera de los métodos que mencionas son funcionales. Realmente, el mejor método es aquel que más cumpla y se ajuste a tus necesidades y presupuesto.

Cabe señalar que la medición de temperatura dentro de un horno de infrarrojos es muy diferente a la forma en que se mide en un horno convencional y que mucha gente se confunde al momento de leer la temperatura de un horno de infrarrojos ya que muchos hornos de infrarrojos miden la temperatura del elemento radiante no la temperatura de la pieza y esto es con el fin de controlar la cantidad de energía que éste  emite y la gran mayoría de las personas piensan que esta es la temperatura que alcanzan las piezas dentro del horno y no es así. Esta temperatura  sólo controla la temperatura a la que llega el elemento radiante ya que  entre más caliente esté emitirá mayor cantidad de rayos Infrarrojos (IR), y entre más rayos IR, la pieza absorbe más energía aumentando así su temperatura.

Puede ser que el elemento radiante esté a 400 C y que la pieza sólo alcance 160 C y esto no quiere decir que el horno no funcione bien si no que se necesita que el elemento radiante esté a 400C para que pueda emitir tal cantidad de energía de tal forma que la parte llegue a 160C.

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Definitivamente, cuando se trabaja con un horno de IR es importante revisar con el fabricante el funcionamiento del horno, estar seguro de cuál es la temperatura que se esta leyendo  y si no cuenta con algún sistema para medir la temperatura de la pieza directamente como sensores de IR u otro, tendrá que  crear  una tabla de correlación, es decir, una tabla que te dé la relación Temperatura de Elemento Radiante VS Temperatura de Pieza. He aquí la importancia de los  métodos  de medición de temperatura real de las piezas.

Volviendo a la pregunta de cuál método de medición es el mejor, cualquiera de los métodos que mencionas: termografía (datapaq o contacto directo), sensores de IR,  cámara termografica o cinta adhesiva es totalmente funcional, como ya lo dije antes, el mejor es el que más se adecúe a tus necesidades y presupuesto. A continuación describo algunas de las ventajas y desventajas de cada método:

I.- Termografía (Contacto directo o Datapaq)

Esta es la forma más completa de leer la temperatura a la que llegan las piezas, ya que no sólo lee la temperatura sino que te da un gráfica en donde describe el comportamiento de la temperatura de la pieza a través del horno. Esto es de gran utilidad por que esta gráfica muestra, el tiempo en que se tardó la pieza en llegar a la temperatura deseada, el tiempo que duró a esta temperatura y por si fuera poco se puede configurar para que lea diferentes puntos de una sola pieza.

Algunas de sus desventajas es que tiene un costo deUS$ 5,000 a US$12,000 y a veces es difícil justificar un gasto así., no se puede utilizar en serie, es decir para medir el 100% de las piezas

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II.- Por sensores de infrarrojos:

Esto es otro buen método para medir la temperatura de las piezas,  la ventaja mas grande es que se pueden utilizar en línea, es decir para revisar el 100% de la producción,  se pueden configurar para llevar acabo un gran número de tareas, tal como detener la  producción si una pieza no alcanza la temperatura deseada, detener la línea si se excede la temperatura deseada, crear reportes y gráficas de la temperatura de las piezas, etc. Su costo es muy variado ya que depende del nivel de integración que se requiera. La principal desventaja es que sólo te dice la temperatura en un punto y no su comportamiento a través del horno como en el caso de una termografía por contacto directo. Otra de sus desventajas es que sólo te dice la temperatura global del objeto y no de cierta parte de la pieza.

III.-Por cámara termografica

Es una de las tecnologías más avanzadas. Es  un método muy completo porque te dice la temperatura en tres dimensiones de la pieza. Se usa principalmente  para procesos en donde se pintan piezas muy delicadas  como partes para sistemas de seguridad, piezas aeronáuticas, etc. Se puede utilizar en línea (revisar el 100% de la producción)  y al igual que los sensores de infrarrojos se puede configurar para llevar acabo una amplia gama de tareas como detener la producción si algo no cumple con las especificaciones.

La principal desventaja es que  son sistemas muy costosos y complejos y a pesar de que es una tecnología muy avanzada no te dice el comportamiento de temperatura de la pieza a través del horno.

IV.-Termocintas

Es la opción más simple y económica pero no por esto deja de ser funcional. Cumple con el objetivo de conocer a qué temperatura llega la pieza. Definitivamente, si no tienes presupuesto para alguna de las opciones anteriores  ésta es la opción a considerar, es de gran ayuda ya que es un método muy simple y confiable

La segunda pregunta de cuál es la  ventana de una pieza que pasa por un horno de infrarrojo, normalmente es mucho menor que la de un horno convencional. Es decir, si en un horno convencional se tiene una ventana de 20 a 25 min., muy probablemente la misma pieza con la misma pintura sólo tomaría 12 ó 13 minutos, esto depende mucho de la composición de la pintura y de algunos otros factores como el color, la forma de la pieza, la longitud de onda de los rayos infrarrojos, entre otros.

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Lo recomendable es analizar la hoja de datos de la pintura, normalmente ahí viene descrito. De lo contrario, se debe analizar con el fabricante de la pintura y obtener algún documento que respalde el proceso. Me he enterado de muchos casos en donde  han tenido problemas de campo que se cae la pintura y al final el problema sólo fue que nunca se percataron a qué temperatura y cuánto tiempo se tenían que hornear las piezas.

El tener un documento, hoja de procesos o algún otro documento que respalde cada uno de tus procesos es muy importante ya que en caso de tener un problema en campo, este documento es una garantía de que tu trabajo lo realizaste conforme a las especificaciones de el fabricante.

Con respecto a la tercera pregunta, de acuerdo al proceso que describes, yo te recomiendo que si tienes presupuesto para comprar un Datapaq o TempGard lo adquieras y que realices al menos un termografía de cada uno de los productos que pintan, en donde monitorees los puntos críticos (que más estén expuestos a abrasión, acción, química etc.).

De cada una de tus piezas, analices cada termografía y realices los ajustes necesarios para cumplir con lo que te pida tu hoja  técnica u hoja de proceso. Una vez que las termografías estén correctas las necesitas archivar ya que esto te sirve de respaldo para cualquier problema en campo que pudiese existir. En caso de no tener presupuesto puedes comprar una pistola de rayos infrarrojos (termómetro digital de infrarrojos) cuestan entre US$100 y US$300 con esta puedes revisar la temperatura que tienen las piezas al salir del horno. La cámara termografica  no te la recomiendo por su costo y los sensores de infrarrojos no son una buena opción debido a la diversidad de productos que manejas.


Author: Vanesa Restrepo

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