WO2010076346A1 - Method for manufacturing inductors for induction heating using microfusion techniques - Google Patents
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Abstract
The method consists in the implementation of given steps for producing an inductor for induction heating. Firstly the planes of the inductor are generated in two dimensions and then planes are generated in three dimensions, these being suitable for use with a wax deposition system. This is followed by the creation, by means of wax deposition, of a model of the inductor in two stages which will form the inside and the body of the inductor, respectively. A mould with the external form of the inductor and with dimensions larger than the inductor is formed. The inductor model is introduced into the mould. The mould is filled with a high-conductivity alloy and introduced into a microfusion oven. Once dried in the oven, mould extraction is performed by means of physical mechanisms and chemical pickling agents, thereby obtaining the inductor.
Description
MÉTODO DE FABRICACIÓN DE INDUCTORES DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN MEDIANTE TÉCNICAS DE MICROFUSIÓNMETHOD OF MANUFACTURE OF INDUCTION HEATING INDUCTORS THROUGH MICROFUSION TECHNIQUES
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria, se refiere a un método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción utilizando las técnicas de MICROFUSIÓN. Mediante este sistema de fabricación se consiguen cuatro importantes mejoras con respecto a los sistemas actuales de fabricación. La primera de las mejoras consiste en la utilización de un sistema de almacenamiento de datos para guardar las características tanto físicas como mecánicas del inductor, de esta forma se permite reproducir nuevos inductores exactamente iguales, lo que optimiza los procesos de sustitución de inductores para procesos en los que se realizan centenares de miles de piezas. La segunda de las mejoras, consiste en la utilización de la aleación de metales altamente conductores adecuada, para minimizar las pérdidas en el inductor y aumentar de esa forma la vida media del mismo, pudiéndose duplicar con respecto a los inductores realizados mediante cobre puro y soldaduras de plata. La tercera de las mejoras, consiste en la utilización de planos en tres dimensiones para optimizar los inductores y disminuir los puntos de mayor densidad de corriente modificando las características geométricas de los mismos, mediante pequeñas modificaciones en los planos se consigue que la durabilidad de los inductores aumente, al eliminarse los puntos calientes del mismo. La cuarta de las mejoras, consiste en el diseño del interior del inductor, por donde circula la refrigeración del mismo, pudiéndose aumentar el caudal con respecto a los realizados con tubo de cobre, o aumentar el espesor de la pared del inductor donde sea conveniente .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION The present invention, as expressed in the statement herein, refers to a method of manufacturing induction heating inductors using the MICROFUSION techniques. Through this manufacturing system, four major improvements are achieved with respect to current manufacturing systems. The first of the improvements consists in the use of a data storage system to keep both the physical and mechanical characteristics of the inductor, in this way it is possible to reproduce exactly the same new inductors, which optimizes the inductor replacement processes for processes in those that are made hundreds of thousands of pieces. The second of the improvements consists in the use of the appropriate highly conductive metal alloy, to minimize the losses in the inductor and thereby increase the half-life of the inductor, being able to double with respect to the inductors made by pure copper and welding silver. The third of the improvements consists in the use of three-dimensional planes to optimize the inductors and reduce the points of higher current density by modifying their geometric characteristics, through small modifications in the planes, the durability of the inductors is achieved increase, by eliminating hot spots in it. The fourth of the improvements consists in the design of the interior of the inductor, through which the refrigeration circulates, being able to increase the flow rate compared to those made with a copper tube, or increase the thickness of the inductor wall where it is convenient. BACKGROUND OF THE INVENTION
Desde la utilización del calentamiento por inducción para el temple de piezas de forma masiva, por ejemplo para piezas de automoción, se ha requerido de un inductor de calentamiento. Este inductor de calentamiento necesita tener una vida media muy prolongada para poder realizar el mayor número posible de piezas. Desde los comienzos se ha deseado que el inductor tuviese una vida infinita, puesto que cambiar el inductor, suponía tener que comprobar que el perfil de temple seguía siendo el mismo. Esta comprobación resulta necesaria, puesto que, no se puede tener la certeza de que dos inductores sean iguales. La diferencia que hay entre cada inductor se debe a que estos se realizan de forma manual, y pese a que se realizan con los mismos planos la realización física puede ser ligeramente diferente. La realización de forma manual de los inductores ha generado otro tipo de problemas, como pueden ser los errores en las soldaduras, dimensiones ligeramente diferentes, la obstrucción parcial del interior del inductor, etc. Todos estos errores debidos a la fabricación manual, se han intentado solventar por medio de la automatización en el procedimiento de fabricación de los inductores . Todos los intentos de automatización en la fabricación de inductores se ha realizado por medio de máquinas herramienta desarrolladas para la mecanización de piezas precisas. Estas máquinas herramienta están diseñadas para trabajar básicamente sobre materiales duros como el acero al carbón. El problema de la automatización en la fabricación de los inductores radica básicamente en la utilización de la tecnología actual para mecanizar piezas sólidas de cobre. El sistema utilizado consistía básicamente en, a partir de un gran trozo de cobre, mecanizar el exterior del inductor eliminando todo el cobre sobrante. Mediante este sistema se genera una gran cantidad de virutas de cobre, se rompen muchas
herramientas de mecanizado, y no se consigue el interior hueco del inductor. Por lo que es necesario realizar un mecanizado posterior donde se desconoce el hueco del inductor. Posteriormente se debe tapar el extremo por el que se había introducido la herramienta, en este segundo proceso el inductor sufre deformaciones existiendo la posibilidad de fugas de agua. Este método sólo es válido para algún tipo muy específico de inductor de calentamiento por inducción. Se está utilizando desde hace tiempo un método de MICROFUSIÓN para la obtención de piezas de joyería. Este método consiste en el llenado de un material noble de moldes para la realización de esas piezas de joyería. Para la realización de los moldes se suele utilizar un molde inicial de cera que se realiza generalmente a mano. Los materiales utilizados en piezas de joyería suelen ser oro, plata, etc. La funcionalidad de las piezas realizadas por MICROFUSIÓN es únicamente de ornato, y no1 deben de tener ningún requerimiento eléctrico.Since the use of induction heating for quenching parts in bulk, for example for automotive parts, a heating inductor has been required. This heating inductor needs to have a very long half-life in order to perform as many pieces as possible. From the beginning it has been desired that the inductor had an infinite life, since changing the inductor, supposed to have to verify that the tempering profile remained the same. This check is necessary, since it cannot be certain that two inductors are equal. The difference between each inductor is due to the fact that these are performed manually, and although they are performed with the same planes the physical realization may be slightly different. Manually carrying out the inductors has generated other problems, such as welding errors, slightly different dimensions, partial obstruction inside the inductor, etc. All these errors due to manual manufacturing have been attempted to be solved by means of automation in the inductor manufacturing process. All automation attempts in the manufacture of inductors have been made by means of machine tools developed for the mechanization of precise parts. These machine tools are designed to work basically on hard materials such as carbon steel. The problem of automation in the manufacture of inductors lies basically in the use of current technology to machine solid pieces of copper. The system used basically consisted of, from a large piece of copper, machining the outside of the inductor eliminating all the excess copper. Through this system a large amount of copper chips is generated, many are broken machining tools, and the hollow interior of the inductor is not achieved. So it is necessary to perform a subsequent machining where the inductor gap is unknown. Subsequently, the end through which the tool had been inserted must be covered. In this second process, the inductor undergoes deformations, with the possibility of water leaking. This method is only valid for some very specific type of induction heating inductor. A MICROFUSION method has been used for some time to obtain jewelry pieces. This method consists of filling a noble material with molds for the realization of these pieces of jewelry. For the realization of the molds, an initial wax mold is usually used, which is usually made by hand. The materials used in jewelry pieces are usually gold, silver, etc. The functionality of the pieces made by MICROFUSION is only for ornaments, and no 1 must have any electrical requirements.
No existen antecedentes de la utilización de los procesos de MICROFUSIÓN para obtener inductores de calentamiento por inducción, que requieran una funcionalidad eléctrica. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNThere is no history of using MICROFUSION processes to obtain induction heating inductors, which require electrical functionality. DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención consiste en la realización de un determinado número de pasos cuyo resultado es la obtención de un determinado inductor para el calentamiento por inducción. El primer paso, elemento 1 de la figura 1, consiste en la generación en uno o varios planos de dos dimensiones, con las características físicas exteriores del inductor de calentamiento. En este paso se tiene en cuenta cual va a ser la parte que va a estar en las proximidades de la pieza a tratar. Este diseño inicial vendrá determinado por, las experiencias previas, por
las simulaciones realizadas con herramientas adecuadas para tal fin, etc.The present invention consists in the realization of a certain number of steps which result in obtaining a certain inductor for induction heating. The first step, element 1 of Figure 1, consists in the generation in one or several two-dimensional planes, with the physical exterior characteristics of the heating inductor. In this step it is taken into account which will be the part that will be in the vicinity of the piece to be treated. This initial design will be determined by, previous experiences, by simulations performed with appropriate tools for this purpose, etc.
El segundo paso, elemento 2 de la figura 1, consiste en la generación de un plano en tres dimensiones, que cumpla con las características determinadas por los planos iniciales. Este plano en tres dimensiones contiene tanto la cara y exterior del inductor, como el interior del mismo, por donde circulará el agua de refrigeración del inductor. En este plano se dibujarán, tanto las conexiones eléctricas (1) del inductor, como las conexiones para el agua de refrigeración (2) . El plano en tres dimensiones tiene que contener toda la información del modelo del inductor, puesto que sobre este plano se realizarán tanto las mejoras eléctricas o de refrigeración, como las posibles futuras modificaciones que se llevarán a cabo en nuevas versiones del inductor. La generación de este plano tiene que realizarse sobre un soporte de almacenamiento de datos donde se almacena la información del inductor para la realización de réplicas además de disponer de capacidad de comunicación con una impresora de impresión de capas de cera. En este plano en tres dimensiones se tienen que definir tres espacios diferentes, el primer espacio lo determinan las partes interiores (4) del inductor (por donde circula la refrigeración) , el segundo de los espacios lo forma el cuerpo (5) del inductor (las paredes del tubo) , el tercer espacio lo forma la parte exterior al inductor (se corresponde con las zonas donde no hay que realizar ninguna operación) . Para que el primero de los espacios pueda ser sustentado es necesaria la utilización de zonas que lo comuniquen con el tercero de los espacios. Estas zonas de comunicación tienen que encontrarse en lugares por donde no circule alta densidad de corriente, puesto que pueden producir interfases no deseadas . Se necesita diseñar también unos bebederos o mazarotas para que puedan ser utilizados para el relleno de las
aleaciones, así como para el revestimiento del primero de los espacios.The second step, element 2 of Figure 1, consists in the generation of a three-dimensional plane, which meets the characteristics determined by the initial planes. This three-dimensional plane contains both the face and exterior of the inductor, as well as the interior of the inductor, where the cooling water of the inductor will circulate. In this drawing, both the electrical connections (1) of the inductor and the connections for the cooling water (2) will be drawn. The three-dimensional plan must contain all the information of the inductor model, since on this plane both the electrical or cooling improvements will be made, as well as the possible future modifications that will be carried out in new versions of the inductor. The generation of this plan has to be carried out on a data storage medium where the information of the inductor is stored for the realization of replicas in addition to having communication capacity with a wax layer printing printer. In this plane in three dimensions three different spaces have to be defined, the first space is determined by the interior parts (4) of the inductor (through which the cooling circulates), the second of the spaces is formed by the body (5) of the inductor ( the walls of the tube), the third space is formed by the outer part of the inductor (corresponds to the areas where no operation is necessary). In order for the first of the spaces to be supported, the use of areas that communicate with the third of the spaces is necessary. These communication zones have to be in places where high current density does not circulate, since they can produce unwanted interfaces. It is also necessary to design some drinking fountains or flasks so that they can be used for filling the alloys, as well as for the coating of the first of the spaces.
El tercer paso, elemento 3 de la figura 1, consiste en la deposición de finas capas de cera que vayan formando una sobre otra el modelo en tres dimensiones que se ha definido en el segundo paso. Para la formación de las capas de cera se utilizan dos ceras de diferente temperatura de fusión. La cera cuya temperatura de fusión es más baja (8) se utiliza para la formación del primero de los espacios definidos en el segundo paso (el hueco interior del inductor por donde circula el agua de refrigeración) . La cera cuya temperatura de fusión es más alta (9) se utiliza para formar el cuerpo del inductor. Este tercer paso tiene que realizarse con máquinas específicas de deposición de capas de cera. Las características mecánicas de la cera tienen que ser tales que permita un modelo en tres dimensiones completamente rígido. Para el caso de inductores de dimensiones pequeñas es necesario definir en el segundo paso partes de unión de las zonas más débiles. Estas zonas de unión se eliminarán en el último proceso del mecanizado del inductor.The third step, element 3 of Figure 1, consists in the deposition of thin layers of wax that form on one another the three-dimensional model defined in the second step. For the formation of the layers of wax two waxes of different melting temperature are used. The wax whose melting temperature is lower (8) is used for the formation of the first of the spaces defined in the second step (the inner hollow of the inductor through which the cooling water circulates). The wax whose melting temperature is higher (9) is used to form the inductor body. This third step has to be performed with specific wax layer deposition machines. The mechanical characteristics of the wax must be such that it allows a completely rigid three-dimensional model. In the case of inductors of small dimensions, it is necessary to define in the second step connecting parts of the weakest areas. These junction zones will be eliminated in the last process of the inductor machining.
El cuarto paso, elemento 4 de la figura 1, tiene por objeto el llenado del cuerpo del inductor de la aleación óptima para ser utilizado en calentamiento por inducción. Este paso se divide en dos partes principales. En la primera parte se somete al modelo obtenido en el tercer paso a una temperatura ligeramente superior a la temperatura de fusión de la cera del primero de los espacios (la cera con la temperatura de fusión más baja) . Una vez esta cera está líquida es evacuada por gravedad, y el espacio que contenía (primer espacio) es rellenado con un revestimiento cerámico de alta fluidez, para que se rellenen todos los huecos de este espacio. La pieza es introducida en un horno a la temperatura y humedad controladas para que se produzca el secado del revestimiento cerámico. La segunda parte
de este cuarto paso consiste en introducir el modelo en tres dimensiones del tercer paso en un molde cuyas dimensiones están comprendidas entre 0,1 mm y 500 mm, preferiblemente entre 1 mm y 50 mm y más preferiblemente entre 20 mm y 30 mm mayores que las dimensiones del inductor. Se rellena con revestimiento cerámico el molde que contiene al inductor y que en cuyo interior también hay revestimiento cerámico. Es importante dejar unas conexiones denominadas toberas (3) que permitan que el revestimiento cerámico del molde exterior quede unido al revestimiento cerámico de la parte interior (la primera parte del cuarto paso) . Para que este segundo revestimiento fragüe adecuadamente también es necesario controlar su temperatura y humedad en el horno. Una vez fraguado el revestimiento cerámico se aumenta la temperatura del horno hasta superar la temperatura de fusión de la cera de mayor punto de fusión. La cera que ocupaba el segundo espacio en estado líquido se extrae en un horno de vacío dejando hueco todo el cuerpo del inductor. Este molde final se introduce en un horno de Microfusión con movimiento centrífugo y es rellenado con la aleación adecuada que permita una alta conductividad y evite los poros. La aleación de llenado está formada por cualquier elemento de alta conductividad o combinación de elementos cuyo resultado tenga alta conductividad, preferentemente la combinación de un 75 % de plata y de un 25 % de cobre, con una variación de estas proporciones hasta un máximo del 10% y preferiblemente hasta un máximo del 5%. El quinto paso, elemento 5 de la figura 1 consiste en romper la parte cerámica del molde y extraer el inductor de su interior. Para eliminar el molde del tercer espacio se utilizan métodos mecánicos, rompiendo el revestimiento cerámico. Para eliminar el molde del primer espacio (interior del inductor) se utilizan decapantes químicos que eliminan el revestimiento. Una vez obtenido el inductor se procede a la eliminación de
las partes sobrantes del molde que fueron utilizadas para unir los diferentes espacios y taponar los huecos dejados en el molde para el llenado de los diferentes espacios. En este proceso se utilizan máquinas herramientas para un acabado final del inductor (7) .The fourth step, element 4 of Figure 1, is intended to fill the inductor body of the optimum alloy for use in induction heating. This step is divided into two main parts. In the first part, the model obtained in the third step is subjected to a temperature slightly higher than the melting temperature of the wax of the first of the spaces (the wax with the lowest melting temperature). Once this wax is liquid, it is evacuated by gravity, and the space it contained (first space) is filled with a high fluid ceramic coating, so that all the holes in this space are filled. The piece is introduced in an oven at the controlled temperature and humidity so that the ceramic coating can dry out. The second part of this fourth step consists in introducing the three-dimensional model of the third step into a mold whose dimensions are between 0.1 mm and 500 mm, preferably between 1 mm and 50 mm and more preferably between 20 mm and 30 mm greater than inductor dimensions. The mold that contains the inductor and whose inside is also ceramic coated is filled with ceramic coating. It is important to leave connections called nozzles (3) that allow the ceramic lining of the outer mold to be attached to the ceramic lining of the inner part (the first part of the fourth step). For this second coating to set properly it is also necessary to control its temperature and humidity in the oven. Once the ceramic coating has set, the oven temperature is increased until the melting temperature of the wax with the highest melting point is exceeded. The wax that occupied the second space in a liquid state is extracted in a vacuum oven leaving the entire inductor body hollow. This final mold is introduced into a Microfusion oven with centrifugal movement and is filled with the appropriate alloy that allows high conductivity and avoids pores. The filling alloy is formed by any element of high conductivity or combination of elements whose result has high conductivity, preferably the combination of 75% silver and 25% copper, with a variation of these proportions up to a maximum of 10 % and preferably up to a maximum of 5%. The fifth step, element 5 of Figure 1 consists in breaking the ceramic part of the mold and removing the inductor from its interior. Mechanical methods are used to remove the mold from the third space, breaking the ceramic coating. To remove the mold from the first space (inside the inductor) chemical strippers are used that remove the coating. Once the inductor is obtained, the elimination of the leftover parts of the mold that were used to join the different spaces and plug the gaps left in the mold to fill the different spaces. In this process machine tools are used for a final finish of the inductor (7).
El método de fabricación de inductores de la presente invención, que comprende los pasos anteriores, permite que se repitan los pasos para obtener copias del mismo inductor, elemento 6 de la figura 1, o introducir mejoras en el inductor, elemento 7 de la figura 1.The method of manufacturing inductors of the present invention, comprising the above steps, allows the steps to be copied to obtain copies of the same inductor, element 6 of Figure 1, or to introduce improvements in the inductor, element 7 of Figure 1 .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1.- Representa el diagrama de los diferentes pasos del método utilizados en la fabricación del inductor de calentamiento con técnicas de MICROFUSION, así como los pasos de optimización, copia o mejora de dichos inductores .Figure 1.- Represents the diagram of the different steps of the method used in the manufacture of the heating inductor with MICROFUSION techniques, as well as the steps of optimization, copying or improvement of said inductors.
Figura 2. - Representa un ejemplo del plano en dos dimensiones definido en el primer paso de la presente invención. Figura 3. - Representa el plano en tres dimensiones definido en el segundo paso de la presente invención.Figure 2. - Represents an example of the two-dimensional plane defined in the first step of the present invention. Figure 3. - Represents the three-dimensional plane defined in the second step of the present invention.
Figura 4. - Muestra del inductor realizado por las técnicas de deposición de finas capas de cera, definidas en la presente invención. Figura 5. - Muestra el molde antes ser introducido en el horno centrífugo de MICROFUSIÓN.Figure 4. - Sample of the inductor made by the deposition techniques of thin layers of wax, defined in the present invention. Figure 5. - Shows the mold before being introduced into the MICROFUSION centrifugal oven.
Figura 6. - Muestra el inductor de calentamiento por inducción cuando estaba completamente terminado. DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN Seguidamente se realizará la descripción de un ejemplo de la fabricación de un inductor por el método que describe la invención.Figure 6. - Shows the induction heating inductor when it was completely finished. DESCRIPTION OF AN EXAMPLE OF EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, the description of an example of the manufacture of an inductor will be carried out by the method described in the invention.
Mediante el plano de la figura 2 quedan representadas las características físicas del inductor que se va a fabricar. Estas características físicas son las dimensiones del inductor, las conexiones eléctricasThe physical characteristics of the inductor to be manufactured are represented by the plane of Figure 2. These physical characteristics are the dimensions of the inductor, the electrical connections
(1) y las conexiones de refrigeración (2) . En dicho
plano están representadas todas las vistas que definen el inductor, de tal forma que queda perfectamente definido el inductor. De esta forma se dispone de todos los datos necesarios para generar la representación en tres dimensiones del inductor, figura 3. En esta representación en tres dimensiones también quedan representadas las conexiones eléctricas (1) , las conexiones de refrigeración (2), las toberas (3), las partes internas (4) , cuerpo (5) y externas (6) del inductor asi como las dimensiones del inductor.(1) and the cooling connections (2). In said The views that define the inductor are represented in the plane, so that the inductor is perfectly defined. In this way, all the necessary data is available to generate the three-dimensional representation of the inductor, figure 3. In this three-dimensional representation, the electrical connections (1), the cooling connections (2), the nozzles ( 3), the internal (4), body (5) and external (6) parts of the inductor as well as the dimensions of the inductor.
Tras generar el plano en tres dimensiones, la impresora de capas reproduce el modelo en tres dimensiones mediante la deposición de finas capas de cera con al menos dos tipos de ceras con temperaturas de fusión diferentes, figura 4. Estas capas definen el primer, segundo y tercer espacio que se corresponde con los espacios interior (4), cuerpo (5) y exterior (6) del inductor respectivamente.After generating the plane in three dimensions, the layer printer reproduces the model in three dimensions by deposition of thin layers of wax with at least two types of waxes with different melting temperatures, Figure 4. These layers define the first, second and third space that corresponds to the interior (4), body (5) and exterior (6) spaces of the inductor respectively.
Para realizar el primer espacio del inductor se utiliza la cera (8) con menor temperatura de fusión mientras que para la realización del segundo espacio del inductor se utiliza la cera (9) con mayor temperatura de fusión.To make the first space of the inductor, the wax (8) with a lower melting temperature is used, while for the realization of the second space of the inductor, the wax (9) with a higher melting temperature is used.
A continuación se vacia el primer espacio del inductor sometiendo al inductor a una temperatura superior a la temperatura de fusión de la cera con temperatura de fusión más baja (8) e inferior a la temperatura de fusión de la cera con temperatura de fusión más alta (9) , tras lo cual se evacúa la cera de temperatura más baja por gravedad.The first space of the inductor is then emptied by subjecting the inductor to a temperature higher than the melting temperature of the wax with lower melting temperature (8) and lower than the melting temperature of the wax with higher melting temperature ( 9), after which the lowest temperature wax is evacuated by gravity.
Seguidamente se rellena el primer espacio del inductor por un revestimiento cerámico de alta fluidez, en donde el proceso de secado se lleva a cabo mediante la introducción en un horno a temperatura y humedad controladas .Then the first space of the inductor is filled by a high fluid ceramic coating, where the drying process is carried out by means of the introduction in a furnace at controlled temperature and humidity.
A continuación se introduce el inductor en un molde que se compone de dos partes (11,12), figura 5,
para facilitar la introducción del inductor en el molde y de un orificio superior (10) para facilitar la entrada tanto de los revestimientos como de la aleación. Dicho molde tiene dimensiones 25 mm superiores a las dimensiones exteriores del inductor. Se rellena el molde que contiene el inductor con un revestimiento de alta fluidez, tras lo cual se introduce en un horno a temperatura y humedad controladas para el secado del revestimiento cerámico. Se realizan unas uniones entre el revestimiento del primer espacio del inductor y el revestimiento del molde exterior que contiene al inductor, y a continuación se seca el revestimiento.The inductor is then introduced into a mold consisting of two parts (11,12), figure 5, to facilitate the introduction of the inductor into the mold and an upper hole (10) to facilitate the entry of both the cladding and the alloy. Said mold has dimensions 25 mm greater than the external dimensions of the inductor. The mold containing the inductor is filled with a high fluidity coating, after which it is placed in an oven at controlled temperature and humidity for drying the ceramic coating. Joints are made between the lining of the first inductor space and the lining of the outer mold containing the inductor, and then the lining is dried.
Se aumenta la temperatura del horno hasta superar el punto de fusión de la cera con más alta (9) temperatura de fusión y que conforma el cuerpo del inductor, y a continuación se extrae la cera en un horno de vacío, de tal forma que se vacía el segundo espacio del inductor. El molde se rellena con una aleación de alta conductividad de plata al 75% y cobre al 25% mediante su introducción en un horno de Microfusión con movimiento centrífugo conformando el cuerpo del inductor. Se deja secar dicha aleación. Por último se desmolda el molde mediante métodos mecánicos y químicos . Comprendiendo dentro de los métodos mecánicos el mecanizado del inductor y dentro de los químicos los decapantes químicos . Tras lo cual se obtiene el inductor final (7), figura 6.
The oven temperature is increased to exceed the melting point of the wax with the highest (9) melting temperature and which forms the inductor body, and then the wax is extracted in a vacuum oven, so that it is emptied The second space of the inductor. The mold is filled with a high conductivity alloy of 75% silver and 25% copper by introducing it into a Microfusion furnace with centrifugal movement forming the inductor body. The alloy is allowed to dry. Finally, the mold is demoulded by mechanical and chemical methods. Understanding the mechanics of the inductor and the chemical pickling agents within the mechanical methods. After which the final inductor (7) is obtained, figure 6.
Claims
1.- Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, caracterizado porque comprende los siguientes pasos:1.- Method of manufacturing induction heating inductors using MICROFUSION techniques, characterized in that it comprises the following steps:
(1) generar al menos un plano en dos dimensiones con las características físicas que conforman el inductor de calentamiento a fabricar,(1) generate at least one plane in two dimensions with the physical characteristics that make up the heating inductor to be manufactured,
(2) generar al menos un plano en tres dimensiones con las características físicas del inductor y en el que, además de conexiones eléctricas (1) y de refrigeración (2), se definen tres espacios:(2) generate at least one plane in three dimensions with the physical characteristics of the inductor and in which, in addition to electrical connections (1) and cooling (2), three spaces are defined:
- primer espacio: partes internas (4) del inductor, - segundo espacio: cuerpo (5) del inductor, tercer espacio: partes externas (6) del inductor,- first space: internal parts (4) of the inductor, - second space: body (5) of the inductor, third space: external parts (6) of the inductor,
(3) realizar un modelo en tres dimensiones del inductor mediante deposición de sendas finas capas de cera (8,9) que conforman las características físicas del inductor generadas por el plano en tres dimensiones,(3) make a three-dimensional model of the inductor by deposition of thin layers of wax (8,9) that make up the physical characteristics of the inductor generated by the plane in three dimensions,
(4) vaciar el primer espacio del inductor, después rellenarlo con un determinado revestimiento, y a continuación secar el revestimiento,(4) empty the first space of the inductor, then fill it with a certain coating, and then dry the coating,
(4.1) introducir el modelo en tres dimensiones en un molde de dimensiones superiores a las dimensiones exteriores del inductor y rellenar el molde que contiene el inductor con un determinado revestimiento,(4.1) introduce the three-dimensional model into a mold of dimensions greater than the external dimensions of the inductor and fill the mold containing the inductor with a certain coating,
(4.2) realizar unas uniones entre el revestimiento del primer espacio del inductor y el revestimiento del molde exterior que contiene al inductor, y a continuación secar el revestimiento, (4.3) vaciar el segundo espacio del inductor, (4.4) rellenar dicho segundo espacio del inductor con una aleación determinada y secar dicha aleación, y(4.2) make joints between the lining of the first inductor space and the lining of the outer mold containing the inductor, and then drying the lining, (4.3) emptying the second space of the inductor, (4.4) filling said second inductor space with a certain alloy and drying said alloy, and
(5) desmoldar el molde. (5) Unmold the mold.
2. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 1, caracterizado porque para realizar la parte interna del inductor y el cuerpo del inductor, se utilizan al menos dos ceras (8,9) de temperaturas de fusión diferentes.2. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 1, characterized in that at least two temperature waxes (8.9) are used to perform the internal part of the inductor and the inductor body. different fusion.
3. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 2, caracterizado porque en la realización del primer espacio del inductor se utiliza la cera (8) con menor temperatura de fusión.3. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 2, characterized in that the wax (8) with lower melting temperature is used in the realization of the first space of the inductor.
4. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 3, caracterizado porque en la realización del segundo espacio del inductor se utiliza la cera (9) con mayor temperatura de fusión.4. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 3, characterized in that the wax (9) with higher melting temperature is used in the realization of the second space of the inductor.
5. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 4, caracterizado porque el vaciado del primer espacio se lleva a cabo sometiendo al inductor a una temperatura superior a la temperatura de fusión de la cera con temperatura de fusión más baja (8) e inferior a la temperatura de fusión de la cera con temperatura de fusión más alta (9) , tras lo cual se evacúa la cera de temperatura más baja por gravedad.5. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 4, characterized in that the emptying of the first space is carried out by subjecting the inductor to a temperature higher than the melting temperature of the wax with temperature of lower melting (8) and lower than the melting temperature of the wax with higher melting temperature (9), after which the wax of lower temperature is removed by gravity.
6. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 5, caracterizado porque el primer espacio del inductor es rellenado por un revestimiento cerámico de alta fluidez, en donde el proceso de secado se lleva a cabo mediante la introducción en un horno a temperatura y humedad controladas .6. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 5, characterized in that the first space of the inductor is filled by a high fluidity ceramic coating, wherein the drying process is carried out by the introduction in an oven at controlled temperature and humidity.
7. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFÜSIÓN, según la reivindicación 6, caracterizado porque el molde que contiene al inductor es rellenado por un revestimiento cerámico de alta fluidez, y a continuación se introduce en un horno a temperatura y humedad controladas para el secado del revestimiento cerámico.7. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFÜSION techniques, according to claim 6, characterized in that the mold containing the inductor is filled by a high-flow ceramic coating, and then introduced into a temperature oven and humidity controlled for drying the ceramic coating.
8. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFÜSIÓN, según la reivindicación 7, caracterizado porque se aumenta la temperatura del horno hasta superar el punto de fusión de la cera con más alta (9) temperatura de fusión y que conforma el cuerpo del inductor, y a continuación se extrae la cera en un horno de vacío.8. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFÜSION techniques, according to claim 7, characterized in that the oven temperature is increased to exceed the melting point of the wax with higher (9) melting temperature and that It forms the inductor body, and then the wax is extracted in a vacuum oven.
9. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de9. - Method of manufacturing induction heating inductors using
MICROFÜSIÓN, según la reivindicación 8, caracterizado porque el molde es rellenado por una aleación de alta conductividad mediante su introducción en un horno de Microfusión con movimiento centrífugo. MICROFÜSION, according to claim 8, characterized in that the mold is filled by a high conductivity alloy by its introduction into a centrifugal movement Microfusion furnace.
10.- Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFÜSIÓN, según la reivindicación 9, caracterizado porque la aleación de alta conductividad está compuesta preferiblemente por plata al 75% y cobre al 25% con una variación máxima de estas proporciones preferiblemente del 10% y más preferiblemente del 5%.10. Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFÜSION techniques, according to claim 9, characterized in that the high conductivity alloy is preferably composed of 75% silver and 25% copper with a maximum variation of these proportions preferably 10% and more preferably 5%.
11.- Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFÜSIÓN, según la reivindicación 10, caracterizado porque para eliminar la parte cerámica del molde y extraer el inductor se utilizan métodos mecánicos y químicos . 11. Method of manufacturing induction heating inductors using MICROFÜSION techniques, according to claim 10, characterized in that mechanical and chemical methods are used to remove the ceramic part of the mold and remove the inductor.
12. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante 'técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 11, caracterizado porque en los métodos químicos se utilizan decapantes químicos .12. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of "MICROFUSION techniques", according to claim 11, characterized in that chemical strippers are used in chemical methods.
13. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 1, caracterizado porque la separación entre el inductor y el molde del exterior del inductor está comprendida entre 0,1 mm y 500 mm, preferiblemente entre 1 mm y 50 mm y más preferiblemente entre 20 mm y 30 mm.13. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 1, characterized in that the separation between the inductor and the mold outside the inductor is between 0.1 mm and 500 mm, preferably between 1 mm and 50 mm and more preferably between 20 mm and 30 mm.
14. - Método de fabricación de inductores de calentamiento por inducción mediante técnicas de MICROFUSIÓN, según la reivindicación 12, caracterizado porque se eliminan las partes sobrantes definidas en el molde cerámico mediante un mecanizado final del inductor, sin interferir en las dimensiones diseñadas en el plano en 3 dimensiones. 14. - Method of manufacturing induction heating inductors by means of MICROFUSION techniques, according to claim 12, characterized in that the excess parts defined in the ceramic mold are removed by a final machining of the inductor, without interfering in the dimensions designed in the plane in 3 dimensions.
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