Staalplaat 2x1 m verwarmen

Héééél lang geleden, toen ik ook nog iets met studeren en afstuderen deed, liep er hete vloeistof door de mallen die wij gebruikte bij poly-urethaan moulding. (Als voordeel is dat dit ook nog eens een exotherme reactie is).
Op lab schaal ging de 10:1 geschaalde mould in een broedstoof.

Plaat heet maken door er hete olie langs te laten lopen in een buizensysteem.
Grillpannen gebruiken is een hobbybob oplossing. Die plaat koelt ook snel af als je die van je grillpan afhaalt.
Is walsen niet handiger om een plasticplaat te maken. Een wals kan je ook verwarmen met een vloeistof.

Het klinkt mij ook te zwaar voor 16A.

Weerstandsdraad lijkt me de oplossing, maar of je onder de 16A blijft? Hoe dik is het staal en hoelang moet de temperatuur constant blijven en hoe dik is het plastic?

Een fornuisgroep van 2x 16A?

Veel hangt natuurlijk ook af van hoe lang het opwarmen mag duren, en hoeveel tijd er eventueel tussen een volgende persing mag zitten...

De opwarmtijd is niet meer belangrijk als de verliezen groter zijn dan je beschikbare vermogen. dat zou hier wel eens het geval kunnen zijn.

Maar een snelle berekening is mogelijk als de warmtecapaciteit bekend is. Hoeveel plastic moet er mee verwarmd worden? Hoe dik is het staal?

Is inductie verwarming een optie ?

Ik kan de platenpers niet vinden bij: https://preciousplastic.com/en/machines/ ?

Veel zal afhangen van de isolatie van de constructie.
Als er nog geen ontwerp is zou ik een prototype op schaal maken, bijvoorbeeld ongeveer 1:10 van de oppervlakte (30x60 cm) en dat uitontwikkelen alvorens te investeren in een grote uitvoering.

Ik weet niet hoe dik die stalen plaat is, maar misschien kun je het op dezelfde manier doen als bij spuitgietmachines. Daar wordt de mal elektrisch verwarmt. Als je onder de plaat keramische elementen maakt en die goed isoleert, zou dat goed moeten werken.

Maar eigenlijk zijn alle gegeven antwoorden haalbaar, het is maar net wat er past bij jou en of het haalbaar is.

Ik kan de link trouwens niet openen.

Hoe dik is het staal en hoelang moet de temperatuur constant blijven en hoe dik is het plastic?

Het staal is 5MM dik en moet zo'n 30 min 'bakken' op een constante 250 graden.

Veel hangt natuurlijk ook af van hoe lang het opwarmen mag duren, en hoeveel tijd er eventueel tussen een volgende persing mag zitten...

Het opwarmen van de machine heeft geen haast, dit mag vrij traag gaan. Uiteraard hoe sneller hoe beter. Dit is het eerste prototype, later gaan we ons meer druk maken om efficiëntie.

Is inductie verwarming een optie ?

Geen idee, iemand ervaring hiermee?

Ik kan de platenpers niet vinden bij: https://preciousplastic.com/en/machines/ ?

Klopt, dit wordt de nieuwe machine. We hebben uiteraard eerst kleine versie gemaakt die werkte prima. Nu zijn we hem opschalen.

Maar eigenlijk zijn alle gegeven antwoorden haalbaar, het is maar net wat er past bij jou en of het haalbaar is.

Het meeste zorgen maak ik me om de hoeveelheid stroom die we nodig hebben, of we genoeg kunnen halen uit ons stopcontact. Iemand suggesties over hoe ik dit kan berekenen of dat ik weet wat mijn limieten zijn als ik opzoek ga naar verwarming?

....

[Bericht gewijzigd door Hans60 op woensdag 19 april 2017 10:00:19 (96%)]

Stel je verwarmt met 16x230x3W, ongeveer 11kW, dus 11kJ/s. Verliezen reken ik even op iets meer dan 50%, dus je houdt zo'n 5kJ/s over.

We nemen staal met soortelijke massa van 7,8kg/dm3 en soortelijke warmte van 0,5 kJ/kgK.

De plaat nemen we even 1cm dik. Dan komen we op 20dm3 staal. 156kg dus.
Voor elke graad stijging heb je met deze setup dus zo'n 156/(5/0,5)=15.6 seconde nodig. Van 25 graden naar 250 graden duurt 225x15,6 =3510 seconde.

Ongeveer een uur dus. Zonder verliezen een half uur, maar ik denk dat je nog langer aan het stoken ben dan een uur, 50% verlies heb je al snel.

Edit: met 5mm dik staal ben je dus de helft van de tijd kwijt ongeveer.

Het zal uiteraard niet lineair schalen, maar de kleine machine moet toch een indicatie geven van de te verwachten warmtecapaciteit en de thermische weerstand ('lek') naar de omgeving.

Mijn gevoel is, nogmaals, dat alles staat of valt met de hoeveelheid isolatie. Ook om een gelijkmatige temperatuur te halen en behouden. Ik heb vorige zomer meegeholpen een grote zonne-oven te bouwen om plastic om te smelten. Ook daar was isolatie het belangrijkste, bij hoge temperatuur lekt er steeds meer energie weg, P = dT/R.

[Bericht gewijzigd door Aart op woensdag 19 april 2017 10:18:00 (23%)]

Als je kijkt naar extruders,die hebben Veeeeel heaters nodig,en die vreten energie.en hoe heet moet het worden trouwens?

Een punt wat nog niet genoemd is:
Staal heeft een erg hoge thermische weerstand. Je verwarming - op welke manier dan ook - zal over de gehele plaat gelijkmatig aangebracht moeten worden, ander krijg je warme en koelere plekken - zeker op het moment dat het staal afgekoeld gaat worden door de kunststof.

zoals reeds opgemerkt met vloeistof verwarmen.
verwarmen met thermische olie ? plaat als radiator uitvoeren enz. olie rond pompen. Synthetische olie kan tot boven de 300 graden C
olie met gas (of elektrisch) opwarmen tot 250 graden C

Het principe van een extruder.

De thermische weerstand moet je toch kunnen meten aan de hand van de tijd die je nodig hebt om af te koelen van T_1 tot T_2. Als je dit bij een kleiner model weet, kan je opschalen naar het grote model. Die verliezen gaan wel kwadratisch omhoog gaan. Net zoals je oppervlakte.

Op 19 april 2017 09:59:56 schreef Benadski:
Stel je verwarmt met 16x230x3W, ongeveer 11kW

...

half uur...

Voor mij 'voelt' een half uur opstoken te lang. Je krijgt een hoge thermische spanning: Zeker een groot oppervlak dat boven de 100 graden komt gaat lekker IR uitstralen. Goed isoleren kan misschien, maar je hebt toch allerlei mechaniek eromheen nodig dat ook die warmte gaat opslurpen.

Daarnaast is er nog de plastic die elke keer opgewarmd moet worden, is dit 5 keer per minuut of uur en hoe wordt deze mal geopend?

Dikkere plaat met een stel gasbranders. Dan heb je met een relatief dun leidinkje vermogen zat. En dikker om een wat betere warmteverdeling te krijgen - is alu een optie?

Op 19 april 2017 09:54:49 schreef hakopdetak:
Het staal is 5MM dik en moet zo'n 30 min 'bakken' op een constante 250 graden.

Ik vindt 5mm niet echt dik, ben je niet bang dat het gaat vervormen? Ik weet niet wat voor product je wil gaan maken, maar kan dat nog invloed hebben?

Ik zou liever voor ALU gaan, net als Eric zegt. ALU houd veel beter zijn warmte vast, en de warmte wordt ook veel beter verdeeld.

Een mooie vol koperen plaat misschien ?

Die zou je misschien ook nog onder spanning kunnen zetten, misschien kun je de weerstand van de plaat daarvoor gebruiken.

Dit systeem wordt vaker toegepast, als voorbeeld bij folie inpak machines. Daar wordt tussen de 0 en 3VAC op de messen gezet, daar gaat een stroom door van +/- 80A. Aan de primaire kant heb je dan maar +/-1.25A.

Voor een plaat van 1 bij 2Meter zal dat wel iets meer worden, maar misschien een idee om eens over na te denken.

Deze keramische heating pads lijken me ook bruikbaar, maar ik denk niet dat je het dat met 16A gaat redden.
(op vol vermogen gebruiken de meesten tot 3W/cm2, maar dat heb je natuurlijk niet nodig; 1000 graden is wat te veel... )

Op 19 april 2017 12:15:21 schreef EricP: - is alu een optie?

Dat was dus ook mijn eerste gedachte. Veel betere verdeling van de warmte.

Op 19 april 2017 09:54:49 schreef hakopdetak:...dit wordt de nieuwe machine. We hebben uiteraard eerst kleine versie gemaakt die werkte prima. Nu zijn we hem opschalen.

Dan heb je toch wel een idee van de benodigde energie? Als je proefmachine bijvoorbeeld 3A trok op een oppervlak van bijvoorbeeld 10x10cm heb je nu dus grofweg 100x zoveel energie nodig lijkt me. Dus 300A. Nou zal dat misschien met isolatie wel beter kunnen maar je kunt toch op je tien vingers natellen dat je met een 16A groepje in dit geval nog niet eens in de buurt kan komen.
En dan is de eerste tip van EricP ook een stuk realistischer:

Op 19 april 2017 12:15:21 schreef EricP:
Dikkere plaat met een stel gasbranders.

Over wat voor plastic gaat het eigenlijk? Want PE gaat al vloeien bij 130^oC, PET pas boven de 250^oC. Voor PE gebruiken wij in diverse machines gewoon stoom op 3 a 4 bar, maar voor PET kun je dat wel vergeten omdat je dan boven de 40bar komt: dat is al snel minder praktisch.

Op 19 april 2017 09:54:49 schreef hakopdetak:
[...]Het staal is 5MM dik en moet zo'n 30 min 'bakken' op een constante 250 graden.

2m * 1m was het toch? Ik vouw hem dubbel, krijg ik 1cm * 1m *1m. 100 plakjes van 1cm. 10 stapeltjes van 10cm. Een stapeltje is een liter. 10 liter staal.

Vermenigvuldig dat met 7.5 kg/liter en het gaat om 75 kg staal.

Staal opwarmen kost ongeveer 500J/kgK . Dus van 25 naar 250 is 225 graden. 225 K * .5kJ/kg/K * 75kg = 8.5 MJ.

Met 3kW verwarmen, duurt het 2800 seconden, oftewel 3 kwartier om de energie bij mekaar te sprokkelen om dat warm te krijgen. ZONDER VERLIES.
Oh wacht. driefasen, max ongeveer 10kW. Dan dus ongeveer een kwartier. ZONDER VERLIEZEN. PERFECT GEISOLEERD.

@ GJ: Ik print PETG op 235. Is dat speciaal om laag-smeltpunt gemaakt? De andere printer "doet wel iets" op wat later blijkt, minder dan 200 graden.