ES2630230T3 - Sistema y método para ajustar la temperatura de equilibrio de un susceptor calentado inductivamente - Google Patents

Sistema y método para ajustar la temperatura de equilibrio de un susceptor calentado inductivamente Download PDF

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ES2630230T3 ES12193390.7T ES12193390T ES2630230T3 ES 2630230 T3 ES2630230 T3 ES 2630230T3 ES 12193390 T ES12193390 T ES 12193390T ES 2630230 T3 ES2630230 T3 ES 2630230T3
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Mark A. Negley
William P. Geren
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Abstract

Un sistema (72) para calentar inductivamente una pieza (150) de trabajo, que comprende: una bobina (76) de inducción configurada para conducir una corriente (86) alterna y generar un campo (90) magnético en respuesta a la corriente (86) alterna; al menos una lámina (50) de cara de susceptor configurada para tener una pieza (150) de trabajo colocada con la misma, estando formada la lámina (50) de cara de susceptor de una aleación (66) ferromagnética que tiene una temperatura Curie y que puede calentarse inductivamente a una temperatura de equilibrio aproximándose a la temperatura Curie en respuesta al campo (90) magnético; y un controlador (88) de corriente acoplado a la bobina (76) de inducción y configurado para ajustar una frecuencia de la corriente (86) alterna y/o un amperaje de la corriente (86) alterna de manera que se produzca un cambio en la temperatura de equilibrio de la lámina de cara de susceptor y/o una velocidad de calentamiento de la lámina (50) de cara de susceptor.

Description

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DESCRIPCION
Sistema y metodo para ajustar la temperatura de equilibrio de un susceptor calentado inductivamente Campo
La presente descripcion se refiere en general a materiales compuestos y, mas particularmente, al calentamiento de artlculos termoplasticos durante la formacion de tales artlculos.
Antecedentes
La formacion de artlculos compuestos requiere tlpicamente calentar una preforma mientras se aplica fuerza de compresion durante la consolidacion de la preforma. Cuando se calienta la preforma, es tlpicamente deseable mantener la preforma a una temperatura elevada y dentro de un intervalo de temperatura relativamente estrecho correspondiente al sistema de material o composicion de resina de la preforma de modo que se alcancen las propiedades mecanicas deseadas en el artlculo final. Cuando se forma un artlculo termoplastico, puede ser necesario calentar la preforma por encima de la temperatura de fusion de la resina termoplastica de manera que la resina pueda fluir a lo largo de la preforma durante la consolidacion.
Para conseguir las propiedades mecanicas deseadas en el artlculo termoplastico, tambien puede ser necesario ciclizar termicamente la preforma reduciendo la temperatura de la preforma desde la temperatura de fusion hasta una segunda temperatura mas baja y mantener la preforma a la segunda temperatura para un periodo de tiempo predeterminado. Manteniendo la preforma a la segunda temperatura durante el periodo de tiempo predeterminado, se puede conseguir el nivel deseado de cristalinidad en el artlculo termoplastico que puede afectar las propiedades mecanicas del artlculo final. Las propiedades mecanicas del artlculo termoplastico final tambien pueden verse afectadas por la velocidad a la que la preforma se calienta y/o se enfrla durante el ciclo termico.
Las tecnicas convencionales para formar artlculos compuestos incluyen el uso de un autoclave y herramientas convencionales para consolidar la preforma y formar la preforma en la forma deseada. Por desgracia, los autoclaves y las herramientas tienen tlpicamente masas termicas relativamente grandes, lo que da lugar a una cantidad significativa de tiempo para calentar inicialmente la preforma al punto de fusion. Ademas, la masa termica relativamente grande de un autoclave y herramientas da como resultado una cantidad de tiempo significativa para que el artlculo se enfrle durante el ciclo termico. Ademas, la masa termica relativamente grande del autoclave y de los utiles reduce la capacidad de mantener el artlculo a las temperaturas deseadas durante los perlodos de tiempo especificados para conseguir propiedades mecanicas optimas en el artlculo final.
De: Witte Weller & Partner a: 08923994465 Pagina: 7115 Fecha: 18.11.2013 17:07:26 Otras desventajas asociadas con el uso de autoclaves y herramientas convencionales incluyen dificultad en la aplicacion de calor al artlculo de una manera uniformemente distribuida debido a la masa termica relativamente grande del autoclave y de las herramientas. Ademas, la gran masa termica del autoclave y las herramientas resultan en periodos de tiempo relativamente largos para permitir que el artlculo se enfrle a una temperatura segura para su manipulacion. Ademas, los autoclaves consumen cantidades relativamente grandes de energla electrica durante el calentamiento inicial del interior del autoclave y las herramientas.
Como puede verse, existe una necesidad en la tecnica de un sistema y metodo para calentar una preforma que proporcione un alto nivel de controlabilidad de la temperatura a la que se calienta la preforma. Ademas, existe una necesidad en la tecnica de un sistema y metodo que facilita el calentamiento y enfriamiento de una preforma en un periodo de tiempo relativamente corto y de una manera controlada de tal manera que se pueden optimizar las propiedades mecanicas del artlculo final. Ademas, existe una necesidad en la tecnica de un sistema y metodo para calentar una preforma que da como resultado una distribucion uniforme de calor a traves de la preforma. Preferiblemente, dicho sistema y metodo pueden operarse de una manera eficiente en cuanto a la energla y rentabilidad.
Los sistemas para calentar artlculos termoplasticos usando bobinas conductoras y laminas de cara de susceptor son conocidos por los documentos US 2009/0074905A1 y US 2005/0035115 A1.
Sin embargo, estos sistemas no permiten un control de temperatura de alto nivel.
Resumen
Las necesidades antes mencionadas asociadas con artlculos de calentamiento con un alto nivel de control de la temperatura son abordadas especlficamente por la presente descripcion que proporciona un sistema para calentar inductivamente piezas de trabajo segun la reivindicacion 1 definida. De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona un sistema que incluye una bobina de induccion, al menos una lamina de cara de
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susceptor, y un controlador de corriente. La bobina de induccion esta configurada para conducir una corriente alterna y generar un campo magnetico en respuesta a la corriente alterna. La lamina de cara del susceptor esta configurada para tener una pieza de trabajo posicionada con ella. La lamina de cara de susceptor puede estar formada por una aleacion ferromagnetica que tiene una temperatura Curie y que puede calentarse inductivamente a una temperatura de equilibrio que se aproxima a la temperatura Curie en respuesta al campo magnetico. El controlador de corriente esta acoplado a la bobina de induccion y esta configurado para ajustar la corriente alterna de una manera que causa un cambio en al menos un parametro de calentamiento de la lamina de cara de susceptor.
El controlador de corriente esta configurado para ajustar una frecuencia de la corriente alterna de una manera que provoca un cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor. Preferiblemente, el controlador de corriente esta configurado para ajustar la frecuencia de la corriente alterna de una manera que hace que la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor cambie aproximadamente 5 a 15 grados Fahrenheit. El controlador de corriente esta configurado para ajustar un amperaje de la corriente alterna de una manera que provoca un cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor.
El controlador de corriente esta configurado para ajustar una frecuencia del alternante
De: Witte Weller & Partner Para: 08923994465 Pagina: 8/15 Fecha: 18.11.2013 17:07:27 corriente de una manera que causa un cambio en una velocidad de calentamiento de la lamina de cara del susceptor.
El controlador de corriente esta configurado para ajustar un amperaje de la corriente alterna de una manera que provoca un cambio en una velocidad de calentamiento de la lamina de cara del susceptor. Ventajosamente, la corriente alterna tiene una gama de frecuencias de aproximadamente 1 kHz a 300 kHz. Ventajosamente, la corriente alterna tiene un amperaje de entre aproximadamente 10 amperios y 10.000 amperios. Ventajosamente, la bobina de induccion comprende una pluralidad de porciones de bobina superior e inferior que se extienden a traves de una pluralidad de laminaciones. Ventajosamente, la bobina de induccion comprende una porcion de bobina superior y una porcion de bobina inferior y las porciones de bobina superior e inferior estan acopladas electricamente entre si para formar una bobina de induccion cuando una pieza de trabajo se sujeta entre un par de laminas de superficie de susceptor. Ventajosamente, el sistema comprende ademas un sistema de enfriamiento para enfriar la lamina de cara del susceptor. Ventajosamente, el sistema comprende ademas una prensa para aplicar una fuerza de compresion a la pieza de trabajo.
De acuerdo con un aspecto de la presente invencion como se define en la reivindicacion 6, se proporciona un metodo de calentamiento inductivo de una pieza de trabajo que incluye la etapa de aplicar corriente alterna a una bobina de induccion que tiene al menos una lamina de superficie de susceptor montada adyacente a la misma, en donde la lamina de cara del susceptor puede ser formada de una aleacion ferromagnetica que tiene una temperatura Curie. El metodo puede incluir ademas la generacion de un campo magnetico y el calentamiento inductivo de la lamina de cara del susceptor a una temperatura de equilibrio que se aproxima a la temperatura Curie en respuesta al campo magnetico. El metodo tambien puede incluir ajustar al menos un parametro de corriente de la corriente alterna y desplazar la temperatura de equilibrio de la lamina de cara de susceptor en respuesta al ajuste del parametro de corriente.
La etapa de ajustar al menos un parametro de corriente comprende ajustar una frecuencia de la corriente alterna y desplazar la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor. Preferiblemente, la etapa de ajuste de la frecuencia comprende ajustar la frecuencia de la corriente alterna de una manera que hace que la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor cambie aproximadamente 5 a 15 grados Fahrenheit. La etapa de ajustar al menos un parametro de corriente comprende ajustar un amperaje de la corriente alterna y desplazar la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor. Ventajosamente, la etapa de ajustar al menos un parametro de corriente comprende ajustar una frecuencia de la corriente alterna y cambiar una velocidad de calentamiento de la lamina de cara de susceptor. La etapa de ajustar al menos un parametro de corriente comprende ajustar un amperaje de la corriente alterna y cambiar una velocidad de calentamiento de la lamina de cara de susceptor. El metodo comprende ademas la etapa de aplicar una fuerza de compresion a una pieza de trabajo. Ventajosamente, el metodo comprende ademas la etapa de enfriar activamente la lamina de cara del susceptor. En una realizacion adicional, se describe un metodo para calentar inductivamente una pieza de trabajo y que puede incluir la aplicacion de corriente alterna a una bobina de induccion que tiene una lamina de superficie del susceptor montada adyacente a la misma. La lamina de cara del susceptor puede estar formada de una aleacion ferromagnetica que tiene una temperatura Curie. El metodo puede incluir ademas la generacion de un campo magnetico a lo largo de la lamina de cara del susceptor en respuesta a la corriente alterna y calentar inductivamente la lamina de cara del susceptor a una temperatura de equilibrio que se aproxima a la temperatura Curie en respuesta al campo magnetico. El metodo puede adicionalmente incluir calentamiento conductivo de la pieza de trabajo en contacto termico con la lamina de cara de susceptor y estabilizar la temperatura de la lamina de cara de susceptor a una temperatura de equilibrio por debajo de la temperatura Curie. El metodo puede incluir adicionalmente ajustar al menos un parametro de corriente de la corriente alterna y cambiar al menos una caracterlstica de calentamiento de la lamina de cara de susceptor en respuesta al ajuste del parametro de corriente de la corriente alterna.
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Las caracterlsticas, funciones y ventajas que se han discutido se pueden conseguir independientemente en diversas realizaciones de la presente descripcion o pueden combinarse en otras realizaciones, cuyos detalles adicionales se pueden ver con referencia a la siguiente descripcion y dibujos a continuacion.
Breve descripcion de los dibujos
Estas y otras caracterlsticas de la presente descripcion se haran mas evidentes haciendo referencia a los dibujos, en los que los numeros iguales se refieren a partes iguales en todo y en los que:
La figura 1 es una ilustracion en perspectiva de una realizacion de una prensa para aplicar fuerza de compresion a una pieza de trabajo durante el calentamiento por induccion de la pieza de trabajo;
La figura 2 es una ilustracion en perspectiva de una realizacion de una matriz inferior montada en la prensa y que tiene una lamina de cara de susceptor soportada por la matriz inferior y que esta configurada para recibir la pieza de trabajo para su calentamiento inductivo;
La Figura 3 es una ilustracion esquematica de una vista lateral de una realizacion de matrices superior e inferior en una posicion abierta y que tiene laminas correspondientes de cara del susceptor superiores e inferiores montadas en la misma y que ilustra ademas porciones de bobina superior e inferior para calentar inductivamente las laminas de cara de susceptor superior e inferior en una realizacion;
La figura 4 es una ilustracion esquematica de vista lateral de las matrices superior e inferior en una posicion cerrada que tiene una pieza de trabajo sujeta entre las laminas de la cara del susceptor e ilustra una realizacion de la interconexion de las porciones de la bobina superior e inferior y el flujo de la corriente electrica en la bobina de induccion causando flujo de corriente inductiva en las laminas de cara del susceptor;
La figura 5 es una vista en seccion de las matrices superior e inferior tomada a lo largo de la llnea 5 de la figura 4 y que ilustra un campo magnetico generado en respuesta al flujo de corriente electrica en la bobina de induccion y en el que las llneas de flujo del campo magnetico estan orientadas perpendicularmente a la direccion del flujo de corriente electrica en la bobina de induccion;
La Figura 6 es una vista en seccion transversal ampliada de una porcion de las laminas de cara de susceptor superior e inferior tomadas a lo largo de la llnea 6 de la Figura 5 y que ilustra la direccion del flujo de corriente inductiva en las laminas de cara de susceptor;
La Figura 7 es una ilustracion en seccion esquematica de una lamina de cara de susceptor en un estado magnetico y que ilustra la concentracion de flujo de corriente inductiva adyacente a las superficies de la lamina de cara de susceptor;
La Figura 8 es una leyenda que ilustra la densidad de corriente relativa correspondiente a la densidad de corriente de la lamina de cara de susceptor en el estado magnetico de la Figura 7;
La Figura 9 es un grafico de la densidad de la corriente frente al espesor del susceptor para la lamina de cara del susceptor en el estado magnetico mostrado en la Figura 7 y que ilustra una magnitud relativamente alta de la densidad de corriente y su concentracion adyacente a las superficies de la lamina de cara del susceptor y la disminucion exponencial de la densidad de corriente que se mueve hacia el interior alejandose de las superficies de la lamina de cara del susceptor;
La Figura 10 es una ilustracion en seccion esquematica de una lamina de cara de susceptor en un estado no magnetico y que ilustra la disminucion sustancialmente uniforme en la densidad de corriente que se mueve hacia adentro alejandose de las superficies de la lamina de cara de susceptor;
La figura 11 es una leyenda que ilustra la densidad de corriente relativa correspondiente a la densidad de corriente de la lamina de cara de susceptor en el estado no magnetico de la figura 10;
La Figura 12 es un grafico de la densidad de la corriente frente al espesor del susceptor para la lamina de cara del susceptor en el estado magnetico de la Figura 10 y que ilustra la magnitud reducida de la densidad de corriente y una disminucion sustancialmente uniforme de la densidad de corriente moviendose hacia dentro alejandose de las superficies de la lamina de cara;
La figura 13 es un grafico de la permeabilidad magnetica frente a la temperatura de un material de aleacion ferromagnetica e ilustra la decadencia exponencial en la permeabilidad magnetica a medida que la temperatura se aproxima a la temperatura Curie y que ilustra ademas los puntos de temperatura de equilibrio bajos y altos que
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La figura 14 es un grafico de tres perfiles termicos diferentes de un material ferromagnetico calentado por induccion mediante corriente alterna aplicada a una bobina de induccion a diferentes frecuencias y/o amperajes y que ilustra su efecto sobre la temperatura de equilibrio y la velocidad de calentamiento de la aleacion ferromagnetica;
La figura 15 es un grafico de los perfiles termicos de una pluralidad de posiciones diferentes en una lamina de cara del susceptor e ilustra la uniformidad de la temperatura en los diferentes lugares debido al calentamiento inductivo y que ilustra adicionalmente la capacidad de ciclo termico de la lamina de cara del susceptor mediante enfriamiento activo;
La figura 16 es un diagrama de varias aleaciones ferromagneticas de una amplia variedad de aleaciones ferromagneticas a partir de las cuales pueden formarse las laminas de la cara del susceptor; y
La figura 17 es una ilustracion de un diagrama de flujo de un metodo para calentar inductivamente una pieza de trabajo y ajustar uno o mas parametros de calentamiento de la pieza de trabajo alterando uno o mas parametros de corriente de la corriente alterna tales como la frecuencia y/o amperaje de la corriente alterna aplicado a la bobina de induccion.
Description detallada
Haciendo referencia ahora a los dibujos en los que las proyecciones son para fines de ilustracion de realizaciones preferidas y diversas de la descripcion solamente, se muestra en la Figura 1 una ilustracion de una realization de una prensa 12 que puede usarse para aplicar la fuerza 14 de compresion a una pieza 150 de trabajo (Figura 3) durante el calentamiento inductivo de la pieza 150 de trabajo. La prensa 12 puede ser implementada para su uso en la formation de la pieza 150 de trabajo en un artlculo 154 (Figura 4). El calentamiento de la pieza 150 de trabajo puede realizarse usando una o mas laminas de cara de susceptor tales como laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior que pueden estar acopladas operativamente a la prensa 12. Por ejemplo, laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior se pueden montar en las matrices 24, 26 superior e inferior respectivas de la prensa 12.
Las laminas 50, 52 de cara susceptiva superior y/o inferior pueden estar formadas de un material 66 de aleacion ferromagnetica electricamente conductor que tiene una temperatura Curie que depende de la composition de la aleacion 66 ferromagnetica. A este respecto, la aleacion 66 ferromagnetica a partir de la cual se forman las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior pueden seleccionarse en base a la temperatura deseada a la que se puede calentar la pieza 150 de trabajo. Por ejemplo, se puede seleccionar la composicion de aleacion 66 ferromagnetica que tiene una temperatura Curie que da como resultado una temperatura de equilibrio en las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior que coincide o corresponde aproximadamente con una temperatura deseada de la pieza 150 tal como la temperatura de procesamiento de la pieza 150 de trabajo La temperatuta de procesamiento puede comprender una temperatura de fusion o una temperatura de transition vltrea de la resina 158 (figura 4) en una preforma 156 termoplastica. Sin embargo, la temperatura deseada puede comprender tambien una temperatura de curado para curar una temperatura matriz de una pieza 150 de trabajo termoendurecible. La temperatura deseada puede comprender tambien una temperatura de tratamiento termico deseada para el tratamiento termico de una pieza de trabajo 150 metalica, u otras temperaturas asociadas con el procesamiento de una pieza de trabajo.
En la Figura 1, las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior pueden formar parte de un sistema 72 de calentamiento por induccion. Las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior pueden calentarse inductivamente a una temperatura de equilibrio en respuesta al flujo de corriente 86 alterna (Figura 4) a traves de una o mas de las bobinas 76 de induccion. Las bobinas 76 de induccion pueden estar montadas adyacentes a las matrices 24, 26 superior e inferior. Una o mas bobinas 76 de induccion pueden generar un campo 90 magnetico (figura 5) en respuesta al flujo de corriente 86 alterna a traves de las bobinas 76 de induccion. El campo 90 magnetico puede acoplarse magneticamente con las laminas 50, 52 superior y/o inferior de la cara del susceptor y provocar el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 hasta la temperatura de equilibrio que puede aproximarse a la temperatura Curie. A este respecto, a medida que la temperatura de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor se aproxima a la temperatura Curie, las propiedades magneticas de la aleacion 66 ferromagnetica pueden empezar a decaer lo que puede dar lugar a una reduction en el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52, las porciones de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor que han alcanzado la temperatura de equilibrio pueden llegar a ser no magneticas de tal manera que el flujo de la corriente 94 inductiva en tales partes de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor disminuya automaticamente hasta un nivel suficiente para estabilizar o mantener la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor. De esta manera, la pieza 150 de trabajo puede calentarse de forma sustancialmente uniforme.
Ventajosamente, el sistema 10 y el metodo descritos en el presente documento tambien pueden incluir un medio
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para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna (Figura 4) como un medio para afinar, cambiar, ajustar o desplazar la temperatura de equilibrio y/o la temperatura de equilibrio de la velocidad de calentamiento de las laminas 50, 52 superior y/o inferior de la cara del susceptor. Ademas, el sistema 10 y el metodo pueden proporcionar un medio para ajustar la amplitud o amperaje (A) de la corriente 86 alterna como un medio para afinar, cambiar, ajustar o desplazar la temperatura de equilibrio o la velocidad de calentamiento de las laminas 50, 52 superior y/o inferior de la cara del susceptor. Por ejemplo, el sistema 10 puede proporcionar un medio para aumentar la frecuencia y/o el amperaje de la corriente 86 alterna para provocar un aumento de la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 superiores y/o inferiores de la cara del susceptor. De esta manera, la temperatura de la lamina de cara del susceptor se puede ajustar dentro de un cierto intervalo de temperatura para que coincida mas con la temperatura deseada de la pieza 150 de trabajo.
Ventajosamente, controlando la frecuencia y/o el amperaje de la corriente alterna, la temperatura de equilibrio y la velocidad de calentamiento de las laminas de la cara del susceptor pueden estar sustancialmente adaptadas a la temperatura y velocidad de calentamiento deseadas de la pieza de trabajo sin necesidad de formular una nueva composicion de aleacion 66 ferromagnetica y sin la necesidad de adquirir una aleacion 66 ferromagnetica diferente que tenga una temperatura Curie ligeramente superior. A este respecto, el sistema 10 y el metodo aqul divulgados proporcionan un medio para ajustar la temperatura de equilibrio y la velocidad de calentamiento de las laminas de cara de susceptor y evitar el tiempo y el gasto asociados con la creacion de nuevas aleaciones 66s de aleacion ferromagnetica tales como via metalurgia de polvo o busqueda de la aleacion 66s ferromagneticas diflciles de encontrar. De esta manera, el sistema 10 divulgado en la presente proporciona una manera rentable y eficiente en el tiempo en la que se puede afinar o alcanzar sustancialmente una temperatura deseada de la pieza 150 de trabajo utilizando aleacion 66s ferromagnetica disponible para las laminas de cara de susceptor. Por ejemplo, puede utilizarse una aleacion 66s ferromagneticas comercialmente disponible para formar las laminas de superficie de susceptor en las que la aleacion 66 ferromagnetica da como resultado una temperatura de equilibrio que coincide aproximadamente con una temperatura deseada para calentar, moldear, conformar, comprimir, consolidar, curar, conformar o de otro modo, de una pieza 150 de trabajo. El sistema 10 descrito aqul puede proporcionar un medio para afinar o ajustar mas estrechamente la temperatura deseada o la temperatura de procesamiento de una pieza 150 de trabajo compuesta o afinar la temperatura para un tratamiento termico dado de una pieza 150 de trabajo metalica tal como un proceso de recocido.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra una realization de la prensa 12 que puede incluir herramientas 16, 18 superior e inferior. Las matrices 24, 26 superior e inferior pueden montarse en unas respectivas de las herramientas 16, 18 superior e inferior la herramienta 16 superior y/o la herramienta 18 inferior pueden estar montadas en uno o mas postes 20 para desplazar de manera deslizante las matrices superiores o inferiores hacia y fuera entre si entre las posiciones 30, 28 cerrada y abierta. La pieza 150 de trabajo de amperaje puede estar colocada entre las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior en la position abierta, despues de lo cual las matrices 24, 26 superior e inferior pueden moverse una hacia la otra para sujetar la pieza 150 de trabajo entre las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior tal como para consolidar una pieza 150 de trabajo compuesta.
Las bobinas 76 de induction y las laminas de cara de susceptor pueden formar parte de un sistema 72 de calentamiento por induccion que se puede incluir con la prensa 12. El sistema 72 de calentamiento por induccion puede incluir una fuente 74 de alimentation para suministrar corriente 86 alterna (Figura 4) a una o mas bobinas 76 de induccion que pueden extenderse a traves de recortes o penetraciones 44 que pueden formarse en las laminaciones 34 de las matrices 24, 26 superior e inferior. Como se ha indicado anteriormente y se describe con mayor detalle a continuation, la corriente 86 alterna a traves de las bobinas 76 de induccion puede generar un campo 90 magnetico (Figura 5) alrededor de las laminas 50, 52 superior y/o inferior de superficie de susceptor. El campo magnetico puede provocar un calentamiento inductivo de las laminas de cara de susceptor hasta una temperatura de equilibrio. Ventajosamente, el sistema 72 de calentamiento por induccion puede incluir un controlador 88 de corriente que puede estar acoplado a las bobinas 76 de induccion para controlar uno o mas parametros de corriente de la corriente 86 alterna. Por ejemplo, el controlador 88 de corriente puede configurarse para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para provocar un cambio en al menos un parametro de calentamiento de la lamina de cara del susceptor. En una realizacion mencionada anteriormente, el controlador 88 de corriente puede estar configurado para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para provocar un cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara de susceptor. El controlador 88 de corriente tambien puede configurarse para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para cambiar la velocidad de calentamiento de la lamina de cara de susceptor que, a su vez, puede causar un cambio en la velocidad de calentamiento de la pieza 150 de trabajo. El controlador 88 de corriente tambien se puede configura para ajustar el amperaje de la corriente 86 alterna para provocar un cambio en la temperatura de equilibrio de las laminas de cara de susceptor o un cambio en la velocidad de calentamiento de las laminas de cara de susceptor, como se describe con mayor detalle a continuacion.
En la Figura 1, el sistema 72 de calentamiento por induccion puede incluir un sistema 100 de enfriamiento para enfriar activamente las laminas de cara de susceptor. Sin embargo, el sistema 100 de enfriamiento puede estar opcionalmente configurado para enfriar las laminas de cara de susceptor mediante medios pasivos (no mostrados). En una realizacion, el sistema 100 de enfriamiento puede incluir una fuente de refrigerante desde la cual un
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refrigerante puede dirigirse a las matrices 24, 26 superior e inferior por medio de uno o mas conductos 102 de refrigerante. El refrigerante puede proporcionarse en forma liquida y/o de gas. Las lineas 104 de refrigerante pueden extenderse a traves de las matrices 24, 26 superior e inferior de tal manera que el refrigerante tal como el gas 106 de refrigeracion pueda dirigirse hacia una superficie 56, 60 posterior de las laminas de cara del susceptor para enfriar las laminas de la cara del susceptor. De esta manera, la temperatura de la pieza 150 de trabajo puede reducirse de una manera relativamente rapida y controlada y mantenerse a una temperatura reducida durante un periodo de tiempo deseado que puede facilitar la optimizacion de propiedades mecanicas o fisicas en la pieza 150 de trabajo.
Haciendo referencia a la figura 2, se muestra una realizacion de una matriz 26 inferior para soportar la lamina de cara de susceptor inferior. La matriz 26 inferior y la lamina 52 de cara de susceptor inferior descrita en el presente documento pueden configurarse sustancialmente similares a la matriz 24 superior y la lamina superior de cara de susceptor 50 mostrada en la figura 1 de tal manera que la siguiente descripcion de la matriz 26 inferior una lamina 52 inferior de cara del susceptor puede ser aplicable a la matriz 24 superior y a la lamina superior de cara del susceptor. En la realizacion mostrada en la Figura 2, la matriz 26 inferior puede estar compuesta por una pluralidad de placas o laminas 34 relativamente delgadas dispuestas en relacion espaciada entre si para definir una serie de espacios o separaciones 38 entre las laminaciones 34. Una o mas porciones 82 de bobina inferiores pueden extenderse a traves de penetraciones 44 formadas en las laminaciones 34.
Las laminaciones 34 pueden estar orientadas generalmente perpendicularmente a una o mas bobinas 76 de induccion y pueden estar orientadas a lo largo de una direccion generalmente paralela a la direccion de una fuerza 14 de compresion (Figura 4) que puede ser aplicada por la prensa 12. Debido a la alineacion de las laminas 34 con la orientacion de la fuerza 14 de compresion, las laminas 34 pueden transferir efectivamente la fuerza 14 de compresion a las laminas 50, 52 de cara de susceptor. Ventajosamente, la separacion 38 entre las laminaciones 34 puede minimizar la interferencia con la energia electromagnetica emitida por el campo 90 magnetico (Figura 5) causada por la corriente 86 alterna (Figura 4) que pasa a traves de las bobinas 76 de induccion definidas colectivamente por las porciones 82 de bobina superior e inferior cuando estan conectadas electricamente entre si. A este respecto, la separacion 38 entre las laminaciones 34 puede dar como resultado que el campo 90 magnetico se acople principalmente a la lamina 52 de cara de susceptor inferior con acoplamiento minimo a las laminaciones 34.
Las laminas 34 de la matriz 26 inferior pueden definir una superficie 46 de matriz que puede incluir un contorno que se forma complementario a una forma final de un articulo 154 (Figura 4) que se ha de formar a partir de una pieza 150 de trabajo para ser calentada por la lamina de cara del susceptor inferior. La lamina 52 de cara de susceptor inferior puede tener una superficie 60 posterior opuesta a la superficie de molde 54. Las laminas 34 de la matriz 26 inferior pueden ser conformadas complementariamente a la superficie de lado posterior de la lamina de cara de susceptor inferior. Las laminas 34 pueden estar unidas a la lamina 52 de cara de susceptor inferior por cualquier medio tal como mediante soldadura por puntos. Las laminaciones 34 pueden estar formadas de material relativamente delgado (por ejemplo, de 0,100 a 0,50 pulgadas de grosor) que puede ser un material generalmente no magnetico tal como acero inoxidable austenitico proporcionado en cualquiera de una variedad de diferentes aleaciones. Las laminas 34 tambien pueden estar formadas de material ceramico u otro material que es generalmente no magnetico. Las laminaciones 34 tambien pueden estar formadas de material que tiene un nivel relativamente bajo de conductividad termica para minimizar los efectos de inercia termica de las laminaciones 34 en la lamina de cara de susceptor inferior. Sin embargo, las laminaciones 34 pueden estar formadas de cualquier material, sin limitation, incluyendo material magnetico o material no magnetico e incluyendo material que tiene un nivel relativamente bajo de conductividad termica o un nivel relativamente alto de conductividad termica.
En la figura 2, la pluralidad de porciones 82 de bobina inferiores que se extienden a traves de la matriz 26 inferior pueden estar emparejadas en cantidad por una pluralidad correspondiente de porciones de bobina superior 78 (Figura 1) que se extienden a traves de la matriz 24 superior (Figura 1). Las porciones de bobina inferiores 82 pueden conectarse electricamente a las porciones 78 de bobina superiores (Figura 3) cuando las matrices 24, 26 superior e inferior estan en la posicion cerrada 30 (Figura 4) y el circuito electrico de una o mas bobinas 76 de induccion esta terminado. En una realizacion, la conexion de las porciones 78, 82 de bobina superior e inferior puede formar una bobina 76 de induccion bobinada en espiral en la que el conector 84 de extremo en un extremo de una de las porciones 78, 82 de bobina inferiores esta conectado electricamente a una bobina superior que es diferente de la portion 78 de bobina superior a la cual esta conectado el conector 84 de extremo en un extremo opuesto de la portion 82 de bobina inferior. Cuando el sistema 10 se ve desde el extremo como se muestra en la figura 4, la configuration en espiral de las porciones 78, 82 de bobina superior e inferior interconectadas puede tener una forma rectangular. Sin embargo, la configuracion en espiral de la bobina 76 de induccion puede tener una forma distinta a una forma rectangular que depende de la forma o configuracion de las porciones 78, 82 de bobina superior e inferior. Las bobinas 76 de induccion pueden estar configuradas para conducir la corriente 86 alterna (la disposition de una o mas bobinas 76 de induccion formadas por la interconexion de las porciones 78, 82 de bobina superior e inferior puede dar como resultado sustancialmente calentamiento inductivo uniforme a lo largo de la longitud y anchura de la lamina 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior.
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La figura 2 ilustra una realization del sistema 100 de enfriamiento activo que incluye una pluralidad de ilneas 104 de refrigerante colocadas por encima de una o mas bobinas 76 de induction. Como se menciono anteriormente, las llneas 104 de refrigerante pueden llevar un medio de enfriamiento para enfriar la parte superior y/o laminas de cara de susceptor inferior 50, 52 (Figura 1). En una realization, las llneas 104 de refrigerante pueden transportar un gas 106 para el enfriamiento por aire forzado de laminas 50, 52 de cara de susceptor superior y/o inferior. Por ejemplo, el gas 106 de refrigeration puede dirigirse contra la superficie 60 posterior de la lamina 52 de cara de susceptor inferior para reducir la temperatura de la lamina 52 de cara de susceptor inferior. La lamina 50 de cara de susceptor superior puede enfriarse activamente de la misma manera que la lamina 52 de cara de susceptor inferior. En una realization, las llneas 104 de refrigerante pueden estar formadas de un material generalmente no magnetico tal como un material polimerico tal como polieteretercetona (PEEK). Sin embargo, las llneas 104 de refrigerante pueden estar formadas de cualquiera de una variedad de material diferente incluyendo materiales magneticos.
Haciendo referencia a la figura 3, se muestran las matrices 24, 26 superior e inferior en una position 28 abierta con la pieza 150 de trabajo colocada entre las laminas 50, 52 superior e inferior de cara de susceptor antes de extraer las matrices 24, 26 superior e inferior para sujetar la pieza 150 de trabajo entre ellas. La pieza 150 de trabajo se puede proporcionar en una variedad de formas, tamanos, configuraciones y materiales. Por ejemplo, la pieza 150 de trabajo puede proporcionarse como una preforma 152 para un artlculo compuesto (no mostrado) tal como una preforma 156 termoplastica para ser calentada y consolidada entre las laminas 50, 52 de cara de susceptor superiores e inferiores. La preforma 152 puede estar provista en una forma que se aproxima a la forma final del artlculo 154 para ser formada a partir de la preforma 152. Las superficies 54, 58 de molde de las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior tambien pueden ser conformadas o contorneadas complementarias a la forma final del artlculo 154 desde el cual se forma la preforma 152.
Las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior pueden estar formadas de una aleacion 66 ferromagnetica que tiene una temperatura Curie correspondiente a una temperatura deseada asociada con el procesamiento de una pieza 150 de trabajo. Por ejemplo, la aleacion 66 ferromagnetica puede seleccionarse teniendo una temperatura Curie que se aproxima a una temperatura de procesamiento de una preforma 156 termoplastica. A este respecto, las laminas 50, 52 superior e inferior de superficie susceptor pueden estar formadas de una aleacion 66 ferromagnetica que tiene una temperatura Curie que se aproxima a una temperatura de fusion o una temperatura de transition vltrea de la preforma 156 termoplastica. Sin embargo, como se indico anteriormente, el sistema 10 descrito en el presente documento puede ser implementado para formar piezas de trabajo compuestas de cualquiera de una variedad de materiales diferentes incluyendo preformas compuestas formadas de materiales termoendurecibles y/o piezas metalicas que pueden ser tratadas termicamente utilizando el sistema 10 y el metodo descrito en el presente documento.
Las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior pueden proporcionarse en un espesor relativamente pequeno para mejorar el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 de cara de susceptor en respuesta al campo 90 magnetico (Figura 5) generado por la corriente 86 alterna (Figura 4) que fluye a traves de las bobinas 76 de induction. Por ejemplo, cada una de las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior puede tener un espesor en el intervalo de aproximadamente 0,050 a 0,25 pulgadas. En una realization, las laminas 50, 52 superior e inferior de cara de susceptor pueden proporcionarse cada una en un espesor de aproximadamente 0,100 a 0,150 pulgadas. Sin embargo, las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior pueden formarse en cualquier grosor, sin limitation. En una realization, las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior pueden formarse mecanizando la forma contorneada de las superficies 54, 58 de molde y/o las superficies de lado posterior 56, 60 de un bloque de material 66 de aleacion ferromagnetica o placa de una aleacion 66 ferromagnetica. Sin embargo, las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior pueden estar formadas de chapa metalica que se puede conformar doblando la chapa en los contornos deseados o utilizando cualquiera de una variedad de otros procesos de conformation automaticos o manuales.
Haciendo referencia a la figura 4, se muestran las matrices 24, 26 superior e inferior en una position 30 cerrada con la pieza 150 de trabajo sujeta entre ellas. Una fuerza 14 de compresion puede ser aplicada por la prensa 12 para conformar o consolidar la pieza 150 de trabajo. El movimiento de las matrices 24, 26 superior e inferior en la position 30 cerrada hace que los conectores 80, 84 de extremo de las porciones de bobina 82 superior e inferior cierre el circuito de las bobinas de induction. La corriente 86 alterna puede proporcionarse a las bobinas 76 de induction mediante una fuente 74 de alimentation de tal manera que un flujo de corriente pasa a traves de las bobinas 76 de induction. El flujo de corriente de corriente 86 alterna a traves de la bobina 76 de induction da como resultado corriente 94 inductiva (figura 4) que fluye en las laminas 50, 52 superior e inferior de la cara del susceptor y generando un campo 90 magnetico (Figura 5) que provoca el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 superior y inferior de la cara del susceptor y el calentamiento conductor de la pieza 150 de trabajo debido al contacto termico de la pieza 150 de trabajo con las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior.
Haciendo referencia a la Figura 5, se muestra una vista en section de las matrices 24, 26 superior e inferior y las laminas 50, 52 superior e inferior de la Figura 6 con la pieza 150 sujeta entre ellas y que ilustra el campo 90 magnetico generado por la corriente 86 alterna que fluye a traves de las bobinas 76 de induction. El campo 90 magnetico se ilustra mediante una pluralidad de llneas 92 de flujo orientadas generalmente perpendicularmente con
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respecto a la direccion de la corriente 86 alterna que fluyen a traves de las bobinas 76 de induccion ilustradas en la Figura 4. A temperaturas por debajo de la temperatura Curie, el campo 90 magnetico puede acoplarse magneticamente con la aleacion 66 ferromagnetica de las laminas 50, 52 superior e inferior de la cara del susceptor. La disposicion de las laminas 34 relativamente delgadas y separadas entre si que forman las matrices 24, 26 superior e inferior puede minimizar la interferencia con el campo 90 magnetico generado por la corriente 86 alterna que pasa a traves de las bobinas 76 de induccion.
Debe observarse que la disposicion de una o mas bobinas 76 de induccion ilustradas en las figuras 1 y 2-5 no debe interpretarse como limitaciones de las disposiciones alternativas para las bobinas 76 de induccion. A este respecto, las figuras 1 y 4 ilustran una bobina 76 de induccion formada interconectando la porcion de bobina superior e inferior para formar una bobina de induccion bobinada 76 en espiral en la que el conector 84 de extremo en un extremo de una de las porciones 78, 82 de bobina inferiores esta conectado electricamente a una porcion 78 de bobina superior que es diferente de la porcion 78 de bobina superior a la que esta conectado el conector 84 de extremo en un extremo opuesto de la parte de bobina 82 inferior como se ha descrito anteriormente. Dicha disposicion en espiral de la bobina 76 de induccion resulta ventajosamente en la formacion del campo 90 magnetico (Figura 5) que tiene llneas 92 de flujo (Figura 5) orientadas generalmente similares a las que se ilustran en la Figura 5. Ademas, tal disposicion de la bobina 76 de induccion da lugar ademas ventajosamente a la concentracion de la densidad de corriente 94 inductiva (Figura 5) a lo largo de las superficies externas de las laminas 50, 52 de superficie del susceptor (Figura 6), tales como a lo largo de las superficies 54, 58 de molde (Figura 6) y las superficies 56, 60 posteriores (Figura 6) cuando la aleacion 66 ferromagnetica (Figura 6) de las laminas 50, 52 de cara de susceptor esta en un estado magnetico (Figura 9).
Sin embargo, el sistema 10 descrito aqul puede incluir cualquiera de una variedad de disposiciones alternativas de bobinas 76 de induccion y no esta limitado a una bobina de induccion bobinada 76 en espiral como se muestra en las figuras 1 y 4 y descritas anteriormente. En cualquiera de una variedad de realizaciones (no mostradas), una o mas bobinas 76 de induccion pueden estar dispuestas para maximizar el acoplamiento magnetico con la aleacion 66 ferromagnetica (Figura 5) de las laminas 50, 52 de cara de susceptor (Figura 5) y dar como resultado un campo 90 magnetico (Figura 5) que hace que la densidad de corriente 94 inductiva (Figura 6) sea concentrada adyacente a las superficies externas de las laminas 50, 52 de cara de susceptor cuando las laminas 50, 52 de cara de susceptor estan en el estado magnetico (figura 9). Ademas, a este respecto, la aleacion 66 ferromagnetica de las laminas 50, 52 de cara de susceptor puede seleccionarse para maximizar la cancelacion del flujo de corriente 94 inductiva en las laminas 50, 52 de cara de susceptor durante la desintegracion de las propiedades magneticas de la aleacion 66 ferromagnetica cuando la temperatura de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor se aproxima a la temperatura Curie. La aleacion 66 ferromagnetica puede seleccionarse tambien para proporcionar un acoplamiento magnetico maximo con el campo 90 magnetico y la densidad de corriente maxima (figura 9) para una frecuencia o rango de frecuencia dado de la corriente 86 alterna.
Haciendo referencia a la figura 6, se muestra una vista en seccion parcial de una parte de las laminas 50, 52 superior e inferior de la cara del susceptor y que muestra la pieza 150 sujeta entre ellas. El flujo de corriente 94 inductiva (figura 4) se puede ver circulando dentro de cada una de las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior en respuesta al campo 90 magnetico (figura 5) generado por el flujo de corriente 86 alterna (figura 4) a traves de la bobina 76 de induccion (Figura 4). La pieza 150 de trabajo (por ejemplo, una preforma 152) esta en contacto termico con las superficies 54, 58 de molde de las laminas 50, 52 de cara de susceptor superior e inferior. El calentamiento de las laminas de superficie de susceptor superior e inferior 50, 52 como resultado del flujo de corriente 86 alterna a traves de la bobina 76 de induccion provoca el calentamiento conductor de la pieza 150 de trabajo. El flujo de corriente 94 inductiva en las laminas 50, 52 de cara de susceptor puede ser generalmente concentrado adyacente a las superficies externas de las laminas 50, 52 tal como a lo largo de las superficies 54, 58 de molde y las superficies de fondo posterior 56, 60 cuando la aleacion 66 ferromagnetica de las laminas 50, 52 de cara de susceptor esta en un estado magnetico cuando la temperatura es inferior a la temperatura Curie de la aleacion 66 ferromagnetica.
Haciendo referencia a las figuras 7-9, se muestra en la figura 7 una ilustracion esquematica de una porcion de una lamina 200 de cara de susceptor en la que se mide el flujo de corriente 94 inductiva (figura 4) con la lamina 200 de cara de susceptor en un estado 206 magnetico a una temperatura por debajo de la temperatura Curie. La Figura 7 ilustra la concentracion de flujo de corriente 94 inductiva a lo largo de las superficies 204 externas de la lamina 200 de cara de susceptor. La Figura 8 es una leyenda que indica densidad 212 de corriente total que corresponde a diferentes lugares a traves de la seccion de la lamina 200 de cara de susceptor ilustrada en la Figura 7. Como se puede ver en la figura 7, la lamina 200 de cara de susceptor tiene una densidad 218 de corriente relativamente alta adyacente a las superficies 204 externas y una densidad 220 de corriente relativamente baja en las porciones interiores de la lamina 200 de cara de susceptor. La densidad 212 de la corriente total frente al espesor 214 del susceptor para la lamina de cara del susceptor 200 ilustrada esquematicamente en la figura 7. La figura 9 ilustra graficamente la densidad 218 de corriente relativamente alta concentrada en las superficies 204 externas de la lamina 200 de la cara del susceptor y la desintegracion 210 exponencial en densidad de corriente moviendose hacia el interior alejandose de las superficies 204 externas de la lamina 200 de la cara del susceptor en el estado 206 magnetico. En la figura 9, la densidad de corriente en las superficies 204 exteriores se muestra como
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aproximadamente 3,8 x 107 amperios/metro2.
Haciendo referencia a las figuras 10-12, se muestra una ilustracion esquematica de una porcion de la misma lamina 200 de cara de susceptor que se muestra en la figura 7. Sin embargo, la lamina 200 de cara de susceptor en la figura 10 se muestra en un estado 208 no magnetico como puede ocurrir despues de un perlodo de tiempo cuando la lamina 200 de cara de susceptor ha experimentado un calentamiento inductivo y la temperatura de la lamina 200 de cara de susceptor se aproxima o se acerca a la temperatura Curie de la aleacion 66 ferromagnetica a partir de la cual se forma la lamina 200 de cara de susceptor. Debido a la cancelacion de corriente (no mostrada) que se produce en un material magnetico que se aproxima o a la temperatura de Curie, la Figura 10 ilustra la densidad 220 de corriente baja resultante a lo largo de las superficies 204 externas (por ejemplo, la superficie de la llnea del molde, de la lamina 200 de cara del susceptor con respecto a la concentracion de alta densidad 218 de corriente en las superficies 204 externas de la lamina 200 de cara de susceptor en el estado magnetico mostrado en la figura 9.
La figura 11 es una leyenda que indica la densidad 212 de corriente total que corresponde a diferentes lugares a traves de la seccion de la lamina 200 de cara de susceptor ilustrada en la figura 10. La figura 12 es un grafico de densidad 212 de corriente total frente al grosor de susceptor 214 para la lamina 200 de cara de susceptor ilustrada esquematicamente en la Figura 10. La Figura 12 ilustra graficamente una magnitud reducida de densidad de corriente de aproximadamente 5,0 x 106 amperios/metro2 a lo largo de las superficies 204 externas de la lamina 200 de cara de susceptor en el estado 208 no magnetico con respecto a la densidad de corriente de mayor magnitud de aproximadamente 3,8 x 107 amperios/metro2 para la lamina 200 de cara de susceptor mostrada en el estado magnetico mostrado en la figura 9. A este respecto, la densidad de corriente para la lamina 200 de superficie de susceptor en el estado 208 no magnetico mostrado en la figura 12 es casi un orden de magnitud inferior a la densidad de corriente para la lamina 200 de cara de susceptor en el estado magnetico mostrado en la figura 9. La figura 12 ilustra tambien un descenso sustancialmente uniforme o lineal en la densidad de corriente que se mueve hacia adentro alejandose de las superficies 204 externas de la lamina 200 de cara de susceptor en contraste con la disminucion exponencial en la densidad de corriente para la lamina 200 de cara de susceptor en el magnetico como se muestra en la Figura 9.
La figura 13 es un grafico de la permeabilidad 230 magnetica frente a la temperatura 232 de un material de aleacion ferromagnetica y que ilustra la calda 234 exponencial de una curva que representa la permeabilidad 230 magnetica de una lamina de superficie de susceptor (no mostrada) formada de una aleacion ferromagnetica a medida que la temperatura 232 se aproxima a la temperatura 236 Curie de la aleacion ferromagnetica. La Figura 13 ilustra ademas un punto de equilibrio bajo de temperatura 238 en la curva y un punto de equilibrio de temperatura 240 alto en la curva. El punto de equilibrio de temperatura 238 bajo de la curva corresponde a una permeabilidad magnetica relativamente alta de la lamina de cara del susceptor correspondiente a una frecuencia mas baja de la corriente alterna (no mostrada) que fluye a traves de una bobina de induccion (no mostrada). El punto de equilibrio de temperatura 240 alto en la curva corresponde a una permeabilidad magnetica relativamente mas baja de la lamina de cara del susceptor, que requiere una mayor frecuencia de una corriente alterna que fluye a traves de la bobina de induccion. Tal como se ha descrito con relacion a la grafica de la figura 7, cuando la lamina 200 de cara de susceptor esta en un estado magnetico, la densidad de corriente se concentra a lo largo de las superficies externas de la lamina de cara de susceptor. A medida que se incrementa la frecuencia de la corriente alterna, se concentra una mayor porcion de la corriente a lo largo de una superficie externa de la lamina de cara del susceptor que aumenta la cantidad de area de seccion transversal que puede estar disponible en la lamina de cara del susceptor para incrementar la densidad del flujo de corriente inductiva. De esta manera, para un grosor de susceptor dado, el ajuste de la corriente alterna para aumentar la frecuencia da como resultado un aumento de la temperatura de equilibrio de una lamina de cara de susceptor.
Ventajosamente, el sistema 10 descrito aqul proporciona un medio para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna (Figura 4), por ejemplo utilizando un controlador 88 de corriente como se ilustra en las Figuras 1 y 4. En una realizacion, la corriente 86 alterna puede suministrarse a una o mas bobinas 76 de induccion (Figura 4) en un intervalo de frecuencias de aproximadamente 1 kHz a 300 kHz. Por ejemplo, la corriente 86 alterna puede proporcionarse en un intervalo de frecuencias de aproximadamente 2 kHz a 20 kHz. El amperaje de la corriente 86 alterna puede proporcionarse a las bobinas 76 de induccion dentro de un intervalo entre aproximadamente 10 amperios y 10.000 amperios aunque la corriente 86 alterna puede proporcionarse en amperajes menores de 10 amperios o mayores de 10.000 amperios. La corriente 86 alterna tambien se puede proporcionar en una tension entre aproximadamente 10 voltios y 300 voltios, aunque la corriente 86 alterna puede proporcionarse en voltajes menores que 10 voltios o mayores que 300 voltios.
En una realizacion, el controlador 88 de corriente (Figura 4) puede acoplarse a la bobina 76 de induccion (Figura 4) y puede estar configurado para ajustar la corriente 86 alterna (Figura 4) de manera que produzca un cambio en uno o mas parametros de calentamiento de la lamina de cara del susceptor. Por ejemplo, el controlador 88 de corriente puede configurarse para ajustar la corriente 86 alterna para provocar un cambio o cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara de susceptor 50, 52 (Figura 4). El controlador 88 de corriente puede estar configurado para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna proporcionada a la bobina 76 de induccion durante el calentamiento inicial de la lamina de cara de susceptor y/o el controlador 88 de corriente puede configurarse para
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ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna al alcanzar una temperatura de equilibrio inicial en la lamina de cara del susceptor para aumentar o disminuir la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor.
En una realization, el controlador 88 de corriente (Figura 4) puede configurarse para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para efectuar un cambio o desplazamiento en la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 y 15 grados Fahrenheit desde una temperatura de equilibrio inicial, aunque el controlador 88 de corriente puede configurarse para ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para causar un desplazamiento en la temperatura de equilibrio inferior a 5 grados F o superior a 15 grados F. En una realizacion, el controlador 88 de corriente puede ajustar la frecuencia de la corriente 86 alterna para causar un desplazamiento en la temperatura de equilibrio de aproximadamente mas o menos 7 grados Fahrenheit desde una temperatura de equilibrio inicial de las laminas 50, 52 de cara de susceptor (Figura 4) aunque el controlador 88 de corriente puede configurarse para causar (es decir, mayor que mas o menos 7 grados F) desplazamientos mas grandes en la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor. La magnitud del desplazamiento en la temperatura de equilibrio puede basarse en la magnitud del cambio en la frecuencia de la corriente 86 alterna.
En una realizacion, un aumento o disminucion en la frecuencia de la corriente 86 alterna hasta un factor de 2 o mayor puede dar como resultado un aumento o disminucion correspondiente en la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 y 15 grados Fahrenheit. Por ejemplo, un aumento en la frecuencia de la corriente 86 alterna de aproximadamente l0 kHz a 20 kHz puede dar como resultado un aumento de la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 y 15 grados Fahrenheit. Del mismo modo, una disminucion de la frecuencia de la corriente 86 alterna de aproximadamente 20 kHz a 10 kHz puede dar como resultado una disminucion de la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 y 15 grados Fahrenheit. En otro ejemplo, un aumento en la frecuencia de la corriente 86 alterna de aproximadamente 20 kHz a 40 kHz puede dar como resultado un aumento de la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 y 15 grados Fahrenheit. A este respecto, la magnitud del aumento o disminucion de la frecuencia de la corriente 86 alterna para efectuar un aumento o disminucion deseado en la
temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor se basa en la frecuencia de la corriente 86
alterna en la temperatura de equilibrio inicial. Una frecuencia relativamente mas alta de la corriente 86 alterna a una temperatura de equilibrio dada puede requerir un aumento o una disminucion correspondientemente mayor en la
frecuencia para efectuar un aumento o disminucion dado en la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de la
cara del susceptor.
La magnitud del desplazamiento de la temperatura de equilibrio tambien puede depender de la composition de la aleacion 66 ferromagnetica a partir de la cual se forman las laminas 50, 52 de la cara del susceptor. Por ejemplo, ciertas composiciones de la aleacion 66 ferromagnetica (Figura 4) pueden proporcionar un intervalo relativamente mas amplio de temperaturas de equilibrio para un intervalo dado de cambios de frecuencia en comparacion con el intervalo de temperaturas de equilibrio que puede resultar del uso de una composicion de aleacion ferromagnetica diferente sometida al mismo rango de cambios de frecuencia en la corriente 86 alterna.
El controlador 88 de corriente (Figura 1) tambien se puede configurar para ajustar el amperaje de la corriente 86 alterna (Figura 4) para provocar un cambio en uno o mas parametros de calentamiento de las laminas 50, 52 de cara de susceptor. Por ejemplo, el controlador 88 de corriente puede estar configurado para ajustar el amperaje para cambiar o desplazar la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de cara de susceptor de tal manera que cause un aumento o una disminucion de la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de cara de susceptor. Por ejemplo, el controlador 88 de corriente puede configurarse para ajustar el amperaje de la corriente 86 alterna en al menos aproximadamente 10 amperios o mas y provocar el cambio en la temperatura de equilibrio entre aproximadamente 5 a 15 grados Fahrenheit aunque el controlador 88 de corriente puede configurarse para ajuste del amperaje para causar cambios en la temperatura de equilibrio inferior a 5 grados F o mayor que 15 grados F. El controlador 88 de corriente tambien puede configurarse para ajustar el amperaje de la corriente 86 alterna para cambiar la velocidad de calentamiento de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor.
Haciendo referencia a la figura 14, se muestra un grafico de tres perfiles 256, 258, 260 termicos diferentes del mismo material susceptor de aleacion ferromagnetica de l nlquel acero (no mostrado) calentado por induction mediante una corriente alterna (no mostrada) aplicada a una bobina de induccion (no mostrada) a diferentes frecuencias y/o amperajes diferentes. El primer perfil 256 termico es el resultado de la aplicacion de una corriente alterna de 20 amps (A) a 10 kHz. El segundo perfil 258 termico es el resultado de la aplicacion de una corriente alterna de 40 amperios a 10 kHz a la misma aleacion 66 ferromagnetica de nlquel-acero representada por el primer perfil 256 termico. Como puede verse en la figura 14, el aumento en el amperaje desde 20 amperios en el primer perfil 256 termico a 40 amperios en el segundo perfil 258 termico da como resultado un aumento desde la primera tasa 268 de calentamiento relativamente baja del primer perfil 256 termico a una segunda tasa 270 de calentamiento relativamente mas alta del segundo perfil 258 termico. Ademas, el aumento de amperaje de la corriente alterna desde el primer perfil 256 termico al segundo perfil 258 termico da como resultado un aumento desde la primera temperatura 262 de equilibrio del primer perfil 256 termico hasta una segunda temperatura 264 de equilibrio mas alta del segundo perfil 258 termico.
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La figura 14 ilustra tambien las diferencias en el efecto del cambio de frecuencia en la temperatura de equilibrio con relacion al efecto del cambio de amperaje en la temperatura de equilibrio. Por ejemplo, una tercera temperatura 266 de equilibrio superior en el tercer perfil 260 termico es el resultado de la aplicacion de un amperaje inferior de 30 amperios a 20.000 Hz (20 kHz) de frecuencia con respecto a un amperaje mayor de 40 amperios a una frecuencia inferior de 10 kHz En el segundo perfil 258 termico que indica que, al menos para la composition de aleacion ferromagnetica de acero al nlquel (no mostrada) representada en la Figura 14, la frecuencia puede ser dominante (por ejemplo, en relacion con el amperaje) al efectuar el cambio en la temperatura de equilibrio. Como puede apreciarse, los perfiles 256, 258, 260 termicos ilustrados en la figura 14 no deben interpretarse como llmites de rangos alternativos para ajustar la frecuencia o el amperaje de la corriente alterna (no mostrada) aplicada a un susceptor. A este respecto, el sistema 10 descrito aqul puede implementarse con cualquier intervalo de cambios de frecuencia de la corriente alterna y cualquier intervalo de cambios de amperaje de la corriente alterna.
Haciendo referencia a la figura 15, se muestra una representation grafica de perfiles 280 termicos sustancialmente similares a una pluralidad de termopares (no mostrados) montados en diferentes posiciones en una lamina de superficie de susceptor (no mostrada) para ilustrar la uniformidad de temperatura en los diferentes lugares debido al uso de una aleacion ferromagnetica (no mostrada) y para ilustrar ciclos termicos utilizando el sistema 10 (figura 1) descrito en el presente documento. Ventajosamente, la uniformidad de la temperatura a traves de la longitud y anchura de una lamina de cara de susceptor puede proporcionarse ventajosamente por el material de aleacion ferromagnetica en el que porciones de la lamina de cara de susceptor que han alcanzado una temperatura de equilibrio pueden llegar a ser no magneticas tal que el flujo de corriente inductiva en tales porciones de la lamina de cara del susceptor disminuye automaticamente hasta un nivel suficiente para estabilizar la temperatura de la portion a la temperatura de equilibrio. Las porciones de una lamina de cara de susceptor que estan por debajo de la temperatura de equilibrio permanecen en un estado magnetico provocando un calentamiento localizado continuo de tales porciones de la lamina de cara de susceptor hasta que dichas porciones tambien alcancen la temperatura de equilibrio.
En la Figura 15, puede verse que cada uno de los perfiles 280 termicos aumenta desde una temperatura 282 inicial a sustancialmente la misma velocidad de calentamiento y alcanza sustancialmente la misma primera temperatura 284 de equilibrio dentro de un primer perlodo 288 de tiempo. La Figura 15 Ilustra el mantenimiento sustancial de la primera temperatura 284 de equilibrio durante un segundo periodo 290 de tiempo despues del cual puede detenerse el flujo de corriente alterna (no mostrado) a las bobinas de induction (no mostradas). El enfriamiento activo (no mostrado) puede entonces proporcionarse a la lamina de cara del susceptor (no mostrada) para reducir la primera temperatura 284 de equilibrio a una segunda temperatura 286 de equilibrio durante un tercer periodo 292 de tiempo. Por ejemplo, un sistema de refrigeration (no mostrado) puede dirigir el gas de enfriamiento (no mostrado) sobre la lamina de la cara del susceptor (no mostrado) para reducir la temperatura de la lamina de cara del susceptor a la segunda temperatura 286 de equilibrio de una manera controlada usando calor residual en la pieza de trabajo (no mostrada) y/o calor residual en la lamina de cara del susceptor. De esta manera, se puede usar el sistema 100 de enfriamiento activo para controlar la velocidad a la que se reducen la temperatura de la pieza de trabajo y la lamina de cara del susceptor. Como se ha indicado anteriormente, la capacidad para controlar la velocidad de calentamiento y enfriamiento de una pieza de trabajo tal como una preforma termoplastica puede facilitar la optimization de las propiedades mecanicas y/o flsicas del artlculo final.
La Figura 16 es el diagrama 290 de los elementos de aleacion 66 ferromagnetica, hierro, cobalto y nlquel y que puede seleccionarse en una cualquiera de una variedad de diferentes proporciones entre si o con respecto a otras aleaciones para conseguir las caracterlsticas de calentamiento deseadas de una lamina de cara de susceptor (no mostrada). A este respecto, se pueden seleccionar diferentes combinaciones de aleaciones para proporcionar una temperatura de equilibrio deseada en una lamina de cara de susceptor o un intervalo deseado de temperaturas de equilibrio que puede ser alcanzable en una lamina de cara de susceptor ajustando uno o mas parametros de corriente de una corriente alterna no ilustrado) que fluye a traves de una bobina de induccion (no mostrada). Como se ha indicado anteriormente, tales parametros de corriente pueden incluir la frecuencia y el amperaje de la corriente alterna que fluye en la bobina de induccion. Los parametros de corriente se pueden ajustar para efectuar cambios en uno o mas parametros de calentamiento de la lamina de cara del susceptor. Por ejemplo, los parametros de corriente pueden ajustarse para efectuar un aumento o una disminucion de la temperatura de equilibrio o un aumento o una disminucion en la velocidad de calentamiento de la lamina de cara del susceptor. Ademas, se pueden seleccionar diferentes combinaciones de aleaciones para proporcionar intervalos mas grandes o mas pequenos sobre los cuales se puede desplazar la temperatura de equilibrio o rangos mayores o mas pequenos sobre los cuales se puede ajustar la velocidad de calentamiento cambiando la frecuencia de la corriente alterna en una cantidad dada o por cambio del amperaje de la corriente alterna en una cantidad dada.
Haciendo referencia a la figura 17, se muestra un diagrama de flujo de un metodo 300 de calentamiento inductivo de una pieza 150 de trabajo (figura 4). Ventajosamente, el metodo incluye el ajuste de uno o mas parametros de calentamiento de una pieza 150 de trabajo alterando uno o mas parametros de corriente de la corriente 86 alterna (Figura 4). Por ejemplo, el metodo puede incluir el ajuste de la frecuencia y/o el amperaje de una corriente alterna aplicada a una bobina 76 de induccion (Figura 4) para provocar un cambio en la temperatura de equilibrio de una lamina de cara de susceptor (Figura 4) y/o para provocar un cambio en la velocidad de calentamiento de la lamina
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En la etapa 302 del metodo 300 de la figura 17, la corriente 86 alterna (figura 4) se puede aplicar a una o mas bobinas 76 de induccion (figura 4). Una o mas laminas 50, 52 de cara de susceptor (Figura 4) pueden estar montadas adyacentes a las bobinas 76 de induccion. Las laminas 50, 52 de cara de susceptor pueden estar formadas de una aleacion 66 ferromagnetica (Figura 4) que tiene una temperatura Curie. La temperatura Curie puede corresponder a una temperatura deseada de una pieza 150 de trabajo (Figura 4) en contacto con las laminas 50, 52 de cara de susceptor. En una realizacion, la pieza 150 de trabajo puede estar intercalada entre al menos dos laminas 50, 52 de cara de susceptor que tiene superficies 54, 58 moldeadas que pueden ser configuradas complementariamente a la forma final de un artlculo formado a partir de la pieza 150 de trabajo.
La etapa 304 del metodo 300 de la Figura 17 puede comprender la generacion de un campo 90 magnetico (Figura 5) a lo largo de las laminas 50, 52 (Figura 4) en respuesta a la aplicacion de la corriente 86 alterna (Figura 4) a las bobinas 76 de induccion. Por ejemplo, la figura 4 ilustra la aplicacion del flujo de corriente 86 a traves de la bobina 76 de induccion (figura 4) formada por la conexion electrica de las porciones 78, 82 de bobina superior e inferior (figura 4) cuando la parte superior e inferior de las matrices 24, 26 (Figura 4) estan en la posicion cerrada 30 (Figura 4).
La etapa 306 del metodo 300 de la Figura 17 puede comprender el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 (Figura 4) de cara de susceptor a una temperatura de equilibrio que se aproxima a la temperatura Curie. Las laminas 50, 52 de cara de susceptor pueden calentarse en respuesta al campo 90 magnetico (Figura 5) generado como se muestra en la Figura 5. Las laminas 50, 52 de cara de susceptor pueden acoplarse magneticamente al campo 90 magnetico dando como resultado un calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor.
La etapa 308 del metodo 300 de la Figura 17 puede comprender un calentamiento conductivo de la pieza 150 de trabajo (Figura 4) que puede estar en contacto termico con las laminas 50, 52 de cara de susceptor (Figura 4). El contacto termico de la pieza 150 de trabajo con las laminas 50, 52 de cara de susceptor puede causar un aumento en la temperatura de la pieza 150 de trabajo debido a la transferencia de calor conductiva de las laminas 50, 52 de cara de susceptor a la pieza 150 de trabajo. La temperatura de las laminas, 50, 52 (Figura 4) puede estabilizarse a una temperatura de equilibrio por debajo de la temperatura Curie. A este respecto, el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor puede disminuir a medida que la temperatura de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor se acerca a la temperatura Curie y las propiedades magneticas (por ejemplo, permeabilidad) de la aleacion 66 ferromagnetica (Figura 4) Comienzan a decaer. La descomposicion de las propiedades magneticas puede resultar en una reduccion en el calentamiento inductivo de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor. La temperatura de las laminas 50, 52 de la cara del susceptor puede estabilizarse cuando el flujo de la corriente 94 inductiva (Figura 4) Las laminas de cara 50, 52 disminuyen automaticamente a un nivel suficiente para mantener la temperatura de las laminas 50, 52 de cara de susceptor a la temperatura de equilibrio.
La etapa 310 del metodo 300 de la figura 17 puede comprender el ajuste de al menos un parametro de corriente de la corriente 86 alterna (figura 4). Por ejemplo, el parametro actual puede comprender la frecuencia de la corriente 86 alterna o el amperaje de la corriente 86 alterna. La frecuencia de la corriente 86 alterna puede aumentarse o disminuirse dentro de un intervalo predeterminado. El amperaje tambien se puede aumentar o disminuir dentro de un intervalo predeterminado.
La etapa 312 del metodo 300 de la figura 17 puede comprender cambiar al menos una caracterlstica de calentamiento de la lamina de cara de susceptor en respuesta al ajuste de uno o mas parametros de corriente de la corriente 86 alterna (figura 4). Por ejemplo, el parametro de calentamiento puede comprender la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor que puede desplazarse cambiando o ajustando la frecuencia o el amperaje de la corriente 86 alterna. El parametro de calentamiento tambien puede comprender la velocidad de calentamiento a la cual la lamina de cara del susceptor se calienta y que puede ser aumentada o disminuida aumentando o disminuyendo respectivamente el amperaje de la corriente 86 alterna.
La etapa 314 del metodo 300 de la figura 17 puede comprender alterar el calentamiento de la pieza 150 de trabajo (Figura 4) en respuesta al ajuste de la caracterlstica de calentamiento de las laminas 50, 52 (Figura 4) de la cara del susceptor. Por ejemplo, la temperatura de la pieza 150 de trabajo puede aumentarse aumentando la frecuencia y/o el amperaje de la corriente 86 alterna (figura 4). La velocidad de calentamiento de la pieza 150 de trabajo tambien se puede cambiar cambiando la frecuencia o amperaje de la corriente 86 alterna (Figura 4). Por ejemplo, la velocidad de calentamiento de la pieza 150 de trabajo puede aumentarse aumentando la frecuencia y/o aumentando el amperaje de la corriente 86 alterna. Por el contrario, la velocidad de calentamiento de la pieza 150 de trabajo puede disminuirse disminuyendo la frecuencia de la corriente 86 alterna y/o disminuyendo el amperaje de la corriente 86 alterna.
El metodo de calentamiento inductivo de la pieza 150 de trabajo (Figura 4) puede incluir tambien la seleccion de una aleacion 66 ferromagnetica (Figura 4) a partir de la cual pueden formarse las laminas 50, 52 (Figura 4) de cara de susceptor que son compatibles con los rangos de temperaturas sobre los cuales puede calentarse la pieza 150 de
trabajo (Figura 4). A este respecto, el metodo puede incluir la seleccion de una aleacion 66 ferromagnetica que tiene una temperatura Curie que corresponde a una temperatura de procesamiento deseada de la pieza 150 de trabajo. La aleacion 66 ferromagnetica puede seleccionarse teniendo una temperatura Curie tal que la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de cara de susceptor esta dentro de un intervalo predeterminado de la temperatura 5 deseada de la pieza 150 de trabajo.
Por ejemplo, se puede seleccionar una aleacion 66 ferromagnetica que proporcione una temperatura Curie que da como resultado una temperatura de equilibrio en las laminas 50, 52 (Figura 4) de la cara del susceptor que es equivalente o superior a una temperatura de fusion o una transicion vltrea de la resina 158 termoplastica (Figura 4) en una preforma 156 termoplastica (Figura 4). La corriente 86 alterna (figura 4) tambien puede seleccionarse para 10 permitir el ajuste fino de la temperatura de equilibrio de las laminas 50, 52 de cara de susceptor ajustando la frecuencia o amperaje de la corriente 86 alterna de manera que la temperatura de la preforma 152 pueda ser aumentada o disminuida segun sea necesario para alcanzar un nivel deseado de viscosidad de la resina 158 termoplastica en una preforma 156 termoplastica para facilitar una distribucion sustancialmente uniforme de la resina 158 a traves del material fibroso (no mostrado) de la preforma 152 durante su consolidation.
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Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema (72) para calentar inductivamente una pieza (150) de trabajo, que comprende:
    una bobina (76) de induction configurada para conducir una corriente (86) alterna y generar un campo (90) magnetico en respuesta a la corriente (86) alterna;
    al menos una lamina (50) de cara de susceptor configurada para tener una pieza (150) de trabajo colocada con la misma, estando formada la lamina (50) de cara de susceptor de una aleacion (66) ferromagnetica que tiene una temperatura Curie y que puede calentarse inductivamente a una temperatura de equilibrio aproximandose a la temperatura Curie en respuesta al campo (90) magnetico; y
    un controlador (88) de corriente acoplado a la bobina (76) de induccion y configurado para ajustar una frecuencia de la corriente (86) alterna y/o un amperaje de la corriente (86) alterna de manera que se produzca un cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara de susceptor y/o una velocidad de calentamiento de la lamina (50) de cara de susceptor.
  2. 2. El sistema (72) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde:
    la corriente (86) alterna tiene una gama de frecuencias de aproximadamente 1 kHz a 300 kHz y la corriente (86) alterna tiene un amperaje de entre aproximadamente 10 amperios y 10.000 amperios.
  3. 3. Sistema (72) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde:
    la bobina (76) de induccion comprende una pluralidad de porciones (78, 82) de bobina superior e inferior que se extienden a traves de una pluralidad de laminaciones (34).
  4. 4. El sistema (72) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde:
    la bobina (76) de induccion comprende una portion (78) de bobina superior y una portion (82) de bobina inferior; y
    las porciones de bobina (78, 82) superior e inferior estan acopladas electricamente una con otra para formar una bobina (76) de induccion cuando una pieza (150) de trabajo se sujeta entre un par de laminas (50, 52) de cara de susceptor.
  5. 5. El sistema (72) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas: un sistema (100) de enfriamiento para enfriar la lamina (50) de cara de susceptor; y
    una prensa (12) para aplicar una fuerza (14) de compresion a la pieza (150) de trabajo.
  6. 6. Un metodo de calentamiento inductivo, que comprende las etapas de:
    aplicar una corriente (86) alterna a una bobina (76) de induccion que tiene al menos una lamina (50) de cara de susceptor montada adyacente a ella, estando formada la lamina (50) de cara de susceptor de una aleacion (66) ferromagnetica conductora de electricidad que tiene una temperatura Curie;
    generar un campo (90) magnetico;
    calentar inductivamente la lamina (50) de cara de susceptor a una temperatura de equilibrio que se aproxima a la temperatura Curie en respuesta al campo (90) magnetico;
    ajustar al menos un parametro de corriente de la corriente (86) alterna utilizando un controlador (88) de corriente acoplado a la bobina (76) de induccion y configurado para ajustar una frecuencia de la corriente (86) alterna y/o un amperaje de la corriente (86) alterna de una manera que provoca un cambio en la temperatura de equilibrio de la lamina de cara del susceptor y/o una velocidad de calentamiento de la lamina (50) de cara de susceptor.
  7. 7. El metodo de la revindication 6, en el que la etapa de ajustar la frecuencia comprende:
    ajustar la frecuencia de la corriente (86) alterna de manera que la temperatura de equilibrio de la lamina (50) de cara de susceptor cambie en aproximadamente 5 a 15 grados Fahrenheit.
  8. 8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 6, 7 que comprende ademas las etapas de: aplicar una fuerza (14) de compresion a una pieza (150) de trabajo; y enfriar activamente la lamina (50) de cara de susceptor.
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