فناوری جدید در مونیخ

به طور کلی زمان یک سیکل کامل در مقایسه با سیکل پخت اتوکلاو، 6 ساعت یا 50٪ کاهش می یابد و به نظر می رسد حداکثر تا 80٪ کاهش در مصرف انرژی امکان پذیر باشد. نتایج اخیر در مورد پخت مایکروویو قطعات پلاستیکی تقویت شده با الیاف کربن این یافته ها را تایید می کند. در پروژه ای تحقیقاتی با نام FLAME ( ساخت کامپوزیت لیفی سبک با فناوری فرآیند مایکروویو خودکار با بازده انرژی بالا: process technology of high Energy efficiency Lightweight construction with Automated Microwave Fibre composite و با سرمایه گذاری وزارت آموزش و پرورش فدرال آلمان (BMBF)، پخت قطعات رشته پیچی شده با ضخامت دیواره بین mm3 تل mm21 به دست آمده است (شکل 4).

خواص مکانیکی قطعات پخت شده با مایکروویو با خواص مکانیکی نمونه های مشابه پخت شده با آون مشابه است. ولی زمان گرمادهی (heat-through time) تا 85٪ کاهش داشته و مصرف کلی انرژی طی فرآیند می تواند تا 75٪ کاهش داشته باشد.

ضمن انجام پروژه تحقیقاتی FLAME، موسسه کامپوزیت های کربن (LCC) در دانشگاه فنی مونیخ (TMU) تصمیم گرفت که دستگاه اعمال ماکروویو Hephaistos VHM 180/200 را خریداری کند. این دانشگاه از سال 2015 با دستگاه خود، کار می کند (شکل5). این دستگاه دارای حجم داخلی3 m 2/4، توان مایکروویو kw24، امکان کنترل دما تا C^° 800 و امکانات گسترده کنترل فرآیند است. این دستگاه با قابلیت ها و اندازه ای که دارد، امکان تحقیقات بسیاری را در مورد نیازهای صنعتی آینده فراهم می کند.

چالش های موجود برای گرمایش کامپوزیت ها با مایکرویو
چالش اصلی برای معرفی گرمای مایکروویو این است که باید به شیوه ای متفاوت راجع به آن اندیشیده شود. با افزایش امکانات و قابلیت های فناورهای گرم کردن، سیستم های مورد استفاده نیز پیچیده تر می شوند. برای مثال سیستم های قبلی مانند آون، اتوکلاو، پرس گرم یا سیستم هایی که با سیال گرم می شوند، دمای فرآیند را بر حسب دمای سیستم تعریف می کنند و پس از گذشت زمان، دمای دستگاه و قطعه منطبق می شوند. در این حالت، کنترل دما نسبتا آسان و قابل فهم است. در گرمایش با مایکروویو، دما به عوامل بسیاری بستگی دارد. هنگامی که میدان مایکروویو ثابتی اعمال می شودع دمای ماده افزایش می یابد تا به تعادلی میان انرژی تولیدی داخل ماده و انتقال گرما به محیط برسد. این دما به عوامل بسیاری بستگی دارد که باید برای هر قطعه و ابزاری پیش بینی شود.
اولین گام برای حل این مشکل، طراحی سیستم های مایکروویو Microwave Hephaistos توسط شرکت KIT وIndustrietechnik Votschبود. دستگاه اعمال مایکروویوی کاملا قابل کنترل و چند حالتی (multi-mode) که دارای اندازه و قابلیت های کافی برای فرآیند سازی قطعات بزرگ تر است. در این دستگاه، با فراهم سازی میدان یکنواختی با قدرت متغیر، فرآیند قطعات ساده امکان پذیر شده است.

گام دوم برای بهره گیری از پتانسیل گرمایش مایکروویو برای کامپوزیت ها شامل طراحی های مربوط به ابزار(concepts tooling) و راهنماهای طراحی قطعات پیچیده است. از آنجایی که اعمال کننده مایکروویو تنها می تواند میدان الکتریکی یکنواخت تولید کند، گرمای ورودی به نواحی مختلف قطعه باید توسط ابزار تنظیم شود. خلاصه اینکه چالش های اصلی عبارتند از تصویر درست ذهنی، دستگاه اعمال مایکروویو چند حالتی (multi-mode) به صورت کنترل شده و ابزارهای قابل انطباق (adaptable tooling). چون مورد اول با زمان پیش می رود و مورد دوم هم حل شده است، مورد سوم گام آخر برای ورود این فناوری در کاربردهای گسترده صنعتی است.