Ricottura Auto ad Induzione del Colletto

Ricarica

Bench Rest - Carabina
Ricottura Colletto

Ricottura Colletto

Come precedentemente spiegato nel capitolo Introduttivo, l'Operazione di Annealing o Ricottura consente il ripristino delle proprietà meccaniche sull'ottone del Colletto per garantire una tensione costante sull'Ogiva poiché per la tecnologia dei metalli, a seguito di varie ricariche, l'ottone si incrudisce diventando meno elastico e fragile compromettendo il rilascio dell'Ogiva durante la fase di sparo.

Ripristinando la struttura molecolare dell'Ottone allungheremo la vita del Bossolo e conseguentemente il numero di ricariche possibili prima della sua alienazione.

A differenza dell'Acciaio, che quando sottoposto ad un raffreddamento rapido subisce una tempra, l'ottone, se immerso in acqua, non subirà alcuna alterazione strutturale.

Alcuni Tiratori consigliano di procedere alla Ricottura dopo la 1°Fase di Pulizia, e prima della 2°, al fine di eliminare gli eventuali residui del Marcatore Termico; altri consigliano l'operazione al termine della Ricalibratura o alla Normalizzazione della lunghezza del Bossolo ma in questo caso sarà necessario, oltre ad un'ulteriore Ciclo di Pulizia, una Ricalibrazione per eliminare la dilatazione termica introdotta con il riallineamento delle molecole d'ottone.

Nel processo di Ricottura il Tempo e la Temperatura assumono un aspetto fondamentale per condurre a buon fine l'operazione di conseguenza, al fine di controllare il Tempo di Ricottura, consiglio l'utilizzo di Marcatori Termici; come i seguenti prodotti:

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Marcatori Termici "Tempilaq"

  • Tempilaq, Marcatore Termico in forma liquida;
  • Tempilstick, Marcatore Termico ib Stick;
  • Thinner, Solvente per Diluizione e Rimozione Residui.

Con le seguenti caratteristiche:

  • 750°F per il Colletto Esterno,
    Temperatura ottimale per l'Operazione di Ricottura sul Colletto Esterno;
  • 700°F per il Colletto Interno,
    Temperatura ottimale per l'Operazione di Ricottura sul Colletto Interno;
  • 650°F per la Spalla,
    Temperatura Massima Ammessa sulla Spalla;
  • 500°F per il Corpo,
    Temperatura Massima Ammessa sul Corpo;
  • 450°F per il Corpo,
    Temperatura Massma di Sicurezza sul Corpo;
  • 425°F per il Corpo,
    Temperatura Massina Ammessa sul Corpo in Bossoli con Spessore Ridotto.
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Prototipo per la Ricottura ad Induzione del Colletto

Nei Sistemi Automatici per l'Operazione di Ricottura consentono di ottenere una lavorazione uniforme su ogni Bossolo utilizzando principalmente come sistema riscaldante una Scheda ad Induzione PCB; la configurazione della macchina rappresenta l'operazione con maggiore criticità in relazione ai seguenti parametri: Fonte di Calore, Posizione e Tempo di lavorazione.

Per la verifica sull'Operazione di Ricottura vengono solitamente utilizzati Marcatori Termici specifici, 750°F per il Colletto, di conseguenza bisognerà regolare la velocità d'esercizio per raggiungere la corretta temperatura.

Per prevenire un eccessivo riscaldamento sul Corpo del Bossolo viene utilizzato un Marcatore Termico a 425°F.

L'Operazione di Ricottura sarà assolutamente indispensabile sui Bossoli ottenuti mediante Matrici di Formazione allo scopo di ripristinare la corretta Tensione sul Colletto poiché le lavorazioni sull'Ottone provocheranno un eccessivo indurimento, di conseguenza sarà necessario ripristinare la giusta tensione sul Colletto.

Il Processo consente inoltre di estendere la vita dei Bossoli, prevenire rotture sul Colletto; in presenza di un allargamento nella Sede d'Innesco o una Separazione del Fondello l'Operazione di Ricottura sarà necessario procedere all'alienazione dei Bossoli.

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Schema Elettrico Macchina per Ricottura

Consiglio di procedere all'Operazione di Ricottura ogni 5 Cicli di Ricarica per Bossoli ricalibrati con Matrici Matrici Full Length.

Il cuore del Sistema sarà costituito da un Induttore Termico su Scheda PCB controllato da un Relè Temporizzato Digitale della Seatos.

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Temporizzatore Seatos

Il Temporizzatore dispone di 4 Timer Indipendenti: A, B, C e D; in cui solo i Timer A e C sono equipaggiati con un Relè SPDT.

Nel nostro progetto i Timer sul Temporizzatore della Seatos svolgeranno le seguenti funzioni:

  1. Timer A: Controllo sul Tempo di Ricottura; il controllo per l'alimentazione sulla Scheda PCB dell'Induttore sarà realizzata attraverso un Relè di Potenza.
  2. Timer B: non utilizzato, quindi impostato a “0”.
  3. Timer C: Controllo Solenoidi sulle Unità di Alimentazione per lo Scarico e/o il Carico dei Bossoli; impostazione di base a .5 Secondi.
    I Solenoidi non saranno collegati direttamente al Relè sul Timer ma attraverso un Relè di Potenza SSR-25DD; ogni Solenoide sarà inoltre dotato di un Diodo 1N4007 di Protezione.
  4. Il Timer D: Ritardo nel Ciclo di Caricamento; solitamente impostato fra 2,5 e 3,0 Secondi.
    Il Timer controlla il Ritardo necessario all'Operatore per l'Operazione di Caricamento del Bossolo nella Bobina di Ricottura in modalità Manuale; in Modalità Ciclica l'Operazione avverrà in sequenza.
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Pompa Refrigerante per Ricottura

Il Sistema di Raffreddamento per la Bobina ad Induzione Termica utilizza una Pompa 12V DC per PC dotata di Serbatoio a Loop Chiuso; viene consigliato l'uso di un Refrigerante specificò poiché l'acqua vaporizzandosi a 100°C potrebbe creare problemi.

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Radiatori per PC

Sulla Scheda PCB sarà utilizzata una combinazione di vari Sistemi di Raffreddamento: a Liquido per la Bobina e i Condensatori e ad Aria per i MOSFET e Condensatori.

Nel Sistema a Liquido la Linea in Uscita della Bobina sarà collocata allo Scambiatore in Alluminio da 240 equipaggiato con 2 Ventole da 120x120 in modo da dissipare la Temperatura generata dal Campo d'Induzione durante le Operazioni di Ricottura.

La Linea in Uscita dal Radiatore Principale sarà collocata in Serie a 2 Dissipatori in Alluminio: il 1° per il raffreddamento sui Condensatori, il 2° per i MOSFET e i Condensatori.

Il Secondo Scambiatore, collocato sul Lato saldature, sarà inoltre integrato da un Aletta Dissipatrice 100x100 e una Ventola da 90x90 attiva solo durante l'Operazione di Ricottura.

La Linea in Uscita dai 2 Dissipatori sarà collegata allo Scambiatore Secondario in Alluminio da 90 equipaggiato con Ventola da 90x90 controllata da un Sensore di Temperatura posto fra i MOSFET e i Condensatori in modo da dissipare la Temperatura in eccesso generata durante le Operazioni di Ricottura.

L'Uscita da questo Secondo Scambiatore ritornerà alla Pompa di Ricircolo; in Uscita dalla Bobina e dai Dissipatori collegati in Serie ho inserito 2 Flussometri con Sensore di Temperatura per controllare l'efficienza del Sistema di Raffreddamento.

Nel Sistema di Raffreddamento ad Aria sono utilizzate 2 Alette Dissipatrici con Ventole da 90x90 collocate su entrambi i lati della Scheda PCB; il controllo sarà garantito mediante una Scheda con Sensore Termico e Buzzer.

Il Sistema dispone inoltre 2 Ventole 120x120 poste sullo chassis coltrollate da un Sensore Termico interno per prevenire il surriscaldamento dei componenti Interni.

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Sensore di Temperatura Seatos

Il Controllo di Sicurezza realizzato con un Sensore Termico di Tipo K posto sul Dissipatore dei MOSFET interdirà l'alimentazione alla Scheda PCB fino a quando la Temperatura non sarà entro i parametri di Progetto.

Il Sistema di Raffreddamento sulla Scheda PCB, pur garantendo un buon margine di sicurezza, richiede un Upgrade per il evitare il surriscaldamento dei Condensatori e dei MOSFET.

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Ventole sul Dissipatore dei MOSFET

Per i MOSFET ho aggiunto 2 Ventole Supplementari 25x25 da applicare in asse con le Alette sul Dissipatore in modo da migliorarne l'efficienza, congiuntamente alla Ventola 80x80 presente sulla Scheda PCB.

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Dissipatore Condensatori sulla Scheda PCB

Sopra ai Condensatori ho aggiunto un Dissipatore a Liquido 40x40 mentre sul Lato saldature ho applicato un altro Dissipatore a Liquido 40x80 con Ventola 90x90 ed Aletta Dissipatrice da 100x100; fra loro accoppiati con un Tappetino di Silicone Termo Conduttivo.

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Dissipatore Condensatori e MOSFET sulla Scheda PCB

I Dissipatori a Liquido utilizzati per il raffreddamento sui Condensatori sono stati inseriti poiché la Ventola, alimentata dalla Scheda PCB, sarà attiva solo durante l'Operazione di Ricottura.

L'uso di un Tubetto in Rame da 3 mm per la realizzazione della Bobina ha introdotto una notevole resistenza nel Flusso con la coseguente perdita di efficienza.

Al fine di mitigare l'impatto ho aggiunto una Pompa Secondaria per il Raffreddamento Bobina.

In questa nuova configurazione avremo 2 Cirtuiti di Raffreddamento:

  1. Circuito Principale: costituito da uno Scambiatore Principale da 240 mm, una Pompa da 800 l/h e dai 2 Dissipatori fra loro raccordati da un Tubetto in PVC da 9.5 mm.
    Sistema di Raffreddamento per la Bobina (2°Ciclo) e Dissipatori.
  2. Circuito Secondario: costituito da uno Scambiatore Secondario, una Pompa da 650 l/h e dalla Bobina fra loro raccordati da un Tubetto in PVC da 4 mm.
    Sistema di Raffreddamento per la Bobina (1°Ciclo).

I 2 Cirtuiti sono fra loro integrati dai Raccordi a T in modo da garantire un efficiente raffreddamento sulla Bobina e limitare la caduta di pressione introdotta dai 2 Scambiatori.

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Volmetro e Amperometro

Il Volmetro/Amperometro collocato sulla linea di alimentazione dell'Induttore Termico sarà utilizzato per monitorare la Corrente Assorbita dalla Bobina in modo da limitare la Corrente Massima a 20A; per garantire una maggiore sicurezza sarà utilizzato un Disgiuntore da 20A con Reset Manuale.

In Fase di Accensione a Freddo, non alimentare mai l'Induttore finché non verga raggiunta la Tensione d'esercizio, nel nostro caso specifico 36V DC 20A (720W), allo scopo di evitarne danneggiamento.

Secondo le Specifiche Tecniche della Scheda PCB un Alimentatore da 24V DC 20A (480W) viene solitamente consigliato per il riscaldamento di materiali ferrosi mentre per i materiali non ferrosi occorre uno da 36V DC 20A in grado di erogare fino a 720W; secondo alcuni progetti disponibili il rete viene consigliato l'uso di un Alimentatore da 48V DC 15A in grado di garantire una migliore efficienza nelle operazioni di ricottura.

Pur avendo considerato una Tensione di 48V ho optato di operare a 36V, Tensione Limite dichiarata dal costruttore, evitando il danneggiamento dei componenti attivi presenti sulla Scheda.

Nel caso si voglia prendere in considerazione una Tensione di Alimentazione da 48V consiglio l'uso di una Scheda d'Induzione da 1000W con Corrente Massima da 50A anziché 20A.

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Contatore Seatos

La Macchina per la Ricottura dispone di un Contatore per controllo delle Operazioni in modalità Ciclica collegato a Temporizzatore.

Il Sistema per lo Scarico dei Bossoli, regolabile per i vari Calibri, consente di ottimizzare le Operazioni di Ricottura limitando la Corrente Assorbita poiché una maggiore immersione del Bossolo nella Bobina causerà un'abnorme consumo di correte con conseguente danneggiamento sulla Scheda PCB.

Al fine di migliorare l'efficienza della Scheda d'Induzione PCB consiglio la sostituzione della Bobina in Rame, fornita a corredo nel Kit, con una Auto-Costruita utilizzando un Tubetto con un Diametro Esterno di 3 o 4 mm in modo da ridurre enormemente i Tempi di Ricottura.

Consiglio l'uso di una Bobina avente un Diametro (D) non Superiore a 1+1/8" (30 mm), con Proporzione fra Diametro e altezza prossima a 1.

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Diagramma Scheda ad Induzione PCB

Prima di procedere alla realizzazione della nuova Bobina calcoliamo la Frequenza di Risonanza (fr) derivandola dalla Bobina Originale fornita a corredo con la Scheda PCB, utilizzeremo la seguente formula:

L = 0.001*n*2*D/((228*D/2) + 254*l)

Dove:

  • L = Induttanza del Circuito di Risonanza in H;
  • n = Numero di Spire sulla Bobina,
    Bobina Originale n.6 Spire;
  • D = Diametro della Bobina in mm (misurato al Centro del Conduttore),
    Bobina Originale 45mm;
  • l = Lunghezza (Altezza) della Bobina in mm,
    Bobina Originale 29 mm.

Applicando la Formula avremo un'Induttanza (L) di 1.456 mH che ci consentirà di calcolare le Caratteristiche della nuovo Bobina oltre alla Frequenza di Risonanza (fr) sulla Scheda PCB.

fr=1/(2*pi*sqrt(L*C))

Dove:

  • fr = Frequenza di Risonanza in Hz;
  • C = Capacità Totale del Circuito di Risonanza in F,
    n.4 Condensatori da 0.33 uF per una Capatità Totale sulla Scheda PCB di 1.32 uF;
  • L = Induttanza del Circuito di Risonanza in H,
    Induttanza nella Bobina Originale 1.256 mH.

Applicando la Formula avremo la Frequenza di Risonanza (fr) di circa 115 KHz (114.80 KHz).

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Rapporto Frequenza di Risonanza/Spessore

Nei Dispositivi Professionali la Frequenza di Risonanza (fr) risulta Inferiore rispetto alla Scheda PCB utilizzata nel progetto poiché una Minore Frequrnza consente, a parità di Potenza, una migliore efficienza; i valori tipici sono:

  1. Ez-Annealing: 110 Khz a 600 W;
  2. Annie: fra 50 Khz e 90 Khz a 1200 W in ragione al Tipo di Bobina (Standard o Ferrite).

Applicando la Formula inversa procediamo al calcolo della nuova Bobina da utilizzare sulla Scheda PCB.

L = 0.001*n*2*D/((228*D/2) + 254*l)

Dove:

  • L = Induttanza del Circuito di Risonanza in H,
    Induttanza 1.456 mH
  • n = Numero di Spire sulla Bobina;
  • D = Diametro della Bobina in mm (misurato al Centro del Conduttore),
    Nuova Bobina 30 mm;
  • l = Lunghezza (Altezza) della Bobina in mm,
    Nuova Bobina Originale 27.50 mm.
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Caratteristiche della Bobina

Avendo utilizzato un Tubetto in Rame da 3 mm (d) ricoperto da una Guaina in Fibra di Vetro avremo un Diametro di circa 3.35 mm di conseguenza la Bobina presenterà le seguenti caratteristiche:

  1. Diametro (D) pari a 30.00 mm;
  2. Numero di Spire (n) pari a 8 Spire;
  3. Altezza (l) pari a 27.50 mm.

In questo modo avremo una Bobina perfettamente accordata alla Frequenza (fr) sulla Scheda PCB in grado di mantenere l'assorbimento di Corrente nei Parametri di Progetto impedendo un eccessivo surriscaldamento.

Il Numero di Spire o una Ridotta separazione fra le Spire aumenterà la densità del Campo Magnetico; la Separazione non dovrà mai eccedere la metà del diametro della Spira mentre l'altezza massima della Bobina non dovrà mai eccedere il doppio del suo diametro.

Il rapporto ottimale fra il Diametro e l'Altezza in una Bobina a Singola Spira dovrebbe essere 1:1 in questo modo la Corrente Assobità sarà concentrata in una Area ristretta; in Bobina di grosse dimensioni, l'altezza non dovrà mai superare la metà del suo Diametro.

All'Aumentare del Diametro il rapporto si riduce di conseguenza una Bobina con Diametro da 2” potrà avere un Altezza Massima di 0,75” mentre con un Diametro di 4” un Altezza Massima di 1”.

Quando l'Altezza della Bobina eccede 4 o 8 volte il suo Diametro non sarà possibile garantire un riscaldamento uniforme; in tale situazione viene consigliata l'immersione del pezzo in lavorazione nella Bobina (Sistema a Scansione).

La Distanza per un corretto Accoppiamento (Distanza Pezzo - Bobina) dipende: dal Tipo di Riscaldamento (Statico o a Scansione) e dal Tipo di Materiale in lavorazione (Ferroso o non Ferroso).

Nel riscaldamento superficiale di tipo Statico si raccomanda una Distanza di Accoppiamento di 0,060" (1.5 mm) dalla Bobina mentre nel riscaldamento a Scansione viene raccomandata una distanza di 0,075" (1.9 mm) per garantire una buona Tolleranza fra il Pezzo e la Bobina.

In presenza di Materiali Magnetici, le Distanze di Accoppiamento possono essere dilatate da 0,25” a 0,38” (6.4 mm a 9.5 mm); in presenza di superfici non lineari la Distanza di Accoppiamento dipenderà dal suo Profilo.

Con Alte Frequenze di Risonanza, le Correnti saranno Basse con la conseguente necessità di Aumentare l'Accoppiamento mentre con Frequenze Medie o Basse, le Correnti saranno notevolmente superiori con la conseguente necessità di Ridurne l'Accoppiamento.

Nella maggior parte dei casi, la Distanza di Accoppiamento aumenta in proporzione al Diametro della pezzo, i valori tipici utilizzati sono: 0.75”, 1.25” e 1,75” (19 mm, 32 mm e 44 mm) per Diametri del Pezzo in Lavorazione rispettivamente di: 1.5”, 4” e 6” (38 mm, 102 mm e 152 mm).

Nelle Bobine il Campo Elettromagnetico viene solitamente influenzato dalla Sezione Trasversale o dalla Massa in lavorazione ne consegue che le Bobine non dovranno mai eccedere la Lunghezza del Pezzo poichè le Spire che si estendono oltre le estremità daranno luogo ad un maggiore riscaldamento.

Allo scopo di evitare un eccessivo riscaldamento alle Estremità la Bobina dovrà presentare, oltre ad una minore lunghezza, un profilo alle estremità con un diametro maggiore rispetto alla Sezione Centrale poiché la riduzione dell'Accoppiamento eviterà un eccessivo riscaldamento in quell'Area.

Solitamente il Campo Elettromagnetico applicato sulle con fori e scanalature tenderà a generare un eccessivo riscaldamento, per ovviare a questa situazione vengono utilizzati degli inserti in rame in grado di mitigare il fenomeno riducendo la possibile distorsione dei fori in fase di raffreddamento.

Con la presenza di tagli e scanalature lungo la superficie in lavorazione, nella Bobina sia avrà un maggiore assorbimento di corrente rispetto ad una superficie lineare con un conseguente aumento di temperatura.

Nel caso in cui due pezzi vengano riscaldati dalla medesima Bobina potrebbe accadere che, il Campo Magnetico generato dalle Spire adiacenti, si sovrapponga causando un eccessivo riscaldamento; per evitare questo problema parte delle Spire dovranno essere avvolte nella direzione opposta in questo modo in modo che il campo intermedio, non necessario al processo, venga cancellato.

Un altra possibile soluzione consiste nel Cortocircuitare le Spire Attive in questo modo il corto funge da percorso alternativo assorbendo il Campo Magnetico in eccesso; occorre tuttavia predisporre un sistema di raffreddamento ad acqua adeguato per dissipare il calore generato dalle Spire in Corto.

La soluzione di cortocircuitare la Bobina viene utilizzata efficacemente per impedire l'eccessivo riscaldamento in Bobine di grosse dimensioni in cui il Campo Magnetico potrebbe riscaldare anche le strutture adiacenti.

I Cortocircuiti sulla Bobina vengono utilizzati in fase di sviluppo per determinare il numero ottimale di Spire in questo modo i giri supplementari possono essere facilmente aggiunti o rimossi mediante l'applicazione di graffette in rame.

A causa della Ridotta Resistenza e all'Alta Conduttività il rame viene comunemente utilizzato per la fabbricazione delle Bobine per il Riscaldamento ad Induzione; i Tubi in Rame tipicamente di forma circolare sono disponibili con un diametro minimo di 0,125” (3.2 mm) in modo da consentire la realizzazione di un sistema di raffreddamento ad acqua.

Oltre alla perdita di 12R (Copper Loss) dovuta alla sua Resistività, la Bobina avvolgendo il pezzo assorbe calore supplementare per irradiazione dalla superficie riscaldata pertanto sarà essenziale che il tubo utilizzato abbia un raffreddamento adeguato altrimenti la Resistività del Rame aumenterà in ragione alla Temperatura.

Con il Termine “Copper Loss” viene indicato il calore prodotto dalle correnti elettriche negli avvolgimenti dei trasformatori o in altri dispositivi elettrici; quindi un trasferimento indesiderato di energia derivano dalle correnti indotte.

In Bobine di grosse dimensioni potrebbe essere necessario, al fine di realizzare un sistema di raffreddamento più efficiente, spezzare l'impianto di raffreddamento in varie sezioni.

I fattori che influenzano la scelta, relativamente alla Sezione del Tubo in Rame da utilizzare nella Bobina, dipende: dalla Correte di lavoro, dalla Frequenza di Risonanza e dalla Resistività del Rame.

Per determinare lo Spessore del Rame in ragione alla Frequenza fate riferimento alla seguente Tabella:

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Tabella Spessore/Frequenza

La limitata perdita di efficienza nella Bobina consente l'uso di Tubi aventi uno Spessore fino a 2 volte inferiore rispetto ai valori di progetto; l'uso di Tubi con Sezione quadrata offre il vantaggio di un migliore accoppiamento fra le Spire e una migliore sagomatura della Bobina.

Nella produzione delle Bobine, il rame deformandosi tenderà ad indurirsi in fase di sagomatura di conseguenza, al fine di evitarne la rottura, si procede a ripetute ricotture per ripristinare la durezza originale.

In presenza di sagome complesse potrebbe essere necessario riempire il tubo con sabbia o sale per precludere il collasso del tubo; industrialmente vengono utilizzate delle leghe a bassa temperatura con un punto di fusione inferire a 212°F (100°C) in modo da essere facilmente eliminate per immersione in acqua bollente.

Con il fluire delle Correnti Elettriche nella Bobina potrebbero svilupparsi delle Forze Elettromagnetiche in grado di causare lo spostamento della Bobina; procedere al rinforzo delle Spire per evitare il cortocircuito o la modifica del Profilo.

In presenza di Circuiti con Risonanza a Bassa Frequenza, la Bobina potrebbe generare un rumore acustico come avviene in un altoparlante; per limitare il fenomeno procedere al rinforzo delle spire.

Nelle Bobine ad Alta Tesione, fino a 12000V, l'Isolante utilizzato nel rinforzo deve: soddisfare il Profilo della Bobina, sopportare il Calore Irradiato dal pezzo in lavorazione e rispondere alle Caratteristiche Elettriche del Circuito d'Induzione.

Al fine di garantire una maggiore rigidità e protezione viene consigliato l'incapsulamento della Bobina in un materiale plastico o refrattario in grado di soddisfare le esigenze di Isolamento Termico ed Elettrico.

Nelle applicazioni per il Riscaldamento a Bassa Temperatura vengono utilizzate delle Resine Epossidiche mentre per le Alte Temperature vengono comunemente utilizzati dei materiali refrattari come la ceramica.

Poiché la Bobina utilizzata nel nostro progetto non necessità di cavi di alimentazione per consentire lavorazioni a Distanza dalla Scheda ad Induzione non prenderemo in considerazione le problematiche relative al dimensionamento e all'isolamento per evitare perdite di efficienza.

Con Sistemi di Alimentazione a Bassa Tensione, inferiore agli 800V, viene solitamente utilizzata una Struttura a Bassa Induttanza in Tubi di Rame raffreddata ad acqua con isolamento ad aria e rinforzata con bulloni e dadi in nylon per distanziare le Spire e garantire la massima efficienza della Bobina.

Con Bobine ad elevata Induttanza (Numero di Spire o Diametro), la lunghezza dei cavi di alimentazione sarà meno critica; in ogni modo sarà buona norma tenerli il più vicino possibile mantenendo una spaziatura sufficiente per evitare l'insorgere dell'Arco Elettrico.

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Marcatore Termico "Tempilaq" su Bossolo 308W

Al termine della calibrazione sul Sistema di Scarico, secondo le specifiche, impostiamo il Tempo di Ricottura utilizzando un Marcatore Termico come il “Tempilaq” avente le seguenti caratteristiche 750°F (399°C).

Il Marcatore Termico, al raggiungimento della temperatura di riferimento, cambierà colore; non eccedere per non rovinare irrimediabilmente il Bossolo sottoposto alla Ricottura.

Al fine di ottenere un buon risultato la Ricottura sul Bossolo deve estendersi fino ad 1/4” al di sotto della Spalla.

Con la determinazione del corretto Tempo di Ricottura, per un Calibro specifico, potete procedere con le Operazioni in Modalità Ciclica.

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Relè Standard DPDT - Solenoide - Diodo di Protezione

Sull'Alimentazione dei Relè di Potenza e sui Solenoidi viene consigliato l'inserimento di un Diodo per prevenirne il danneggiamento; operazione non necessaria con Relè di Tipo Statico.

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Relè Statico SSR-25DD con Dissipatore

Le Linee di Alimentazione fra: l'Alimentatore, lo Shunt, i Relè di Potenza e la Scheda PCB; dovranno presentare un Diametro adeguato, non inferiore a 1,5mm, per evitare una Caduta di Tensione che potrebbe danneggiare l'Induttore.

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Bobina Isolata con Guaina in Fibra di Vetro

In presenza di un Alimentatore senza Circuito di Protezione, si consiglia ricoprire le Spire della Bobina con una Guaina in Fibra di Vetro per prevenire il danneggiamento della Scheda PCB in caso di contatto accidentale con gli oggetti metallici in lavorazione.

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Ugelli in Ceramica TIG #8 - #10 - #12

Per le superfici a diretto contatto con il calore generato dall'Induttore consiglio l'uso di materiali ceramici, come gli Ugelli Utilizzati nella Saldatura a TIG; disponibili in varie Lunghezze e Diametri.

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Induttore Termico su Scheda PCB

La Scheda PCB dell'Induttore utilizzata in questo progetto presenta le seguenti caratteristiche:

  • Tensione d'Ingresso: 12V-36V (24V consigliata)
  • Requisiti di Alimentazione:
    Inferiore a 12V ≥ 5A
    Superiore a 15V ≥ 10A (20A consigliata)
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Alimentatore 36V 20A per Induttore Termico

Per una migliore efficienza utilizzo un Alimentatore da 36V DC 20A in grado di garantire una Potenza Massima di circa 720W sufficiente nelle Operazioni di Ricottura sui Bossoli.

Secondo le Specifiche del Produttore il Sistema ad Induzione, con Alimentazione CC a Bassa Tensione compresa fra i 12V e 36V e Corrente Massima Assorbita fino 20A, consente di ottenere una Potenza Massima di circa 1000W.

In ragione alla limitata Potenza, la Scheda PCB viene utilizzata con profitto nelle Operazioni di Tempra, Ricottura o per altri trattamenti termici.

In combinazioni con un Crogiolo in Grafite, in grado di fornire un Riscaldamento Uniforme, sarà possibile procedere alla Fusione di: Oro, Argento, Rame, Alluminio e altri metalli.

Con una Tensione d'Ingresso a 24V senza Carico, la Massima Corrente Assorbita sarà di 3A di conseguenza con una Tensione + Alta, maggiore sarà la Corrente di Riscaldamento, con un miglioramento nel rendimento a discapito di un maggiore riscaldamento sulla Scheda PCB.

La Scheda PCB viene fornita dal Produttore con Bobina in Rame senza Sistema di Raffreddamento a Liquido; consiglio la copertura della Bobina con una Guaina in Fibra di Vetro in grado di resistere fino a 600°C.

La Scheda, realizzata su un Circuito Stampato a Doppia Faccia, presenta piste in rame maggiorate per garantire una migliore efficienza al Circuito Risonate; con l'uso continuato aggiungere una Ventola Supplementare per il Raffreddamento sui Condensatori di Risonanza.

In presenza di Alimentatori ad Alta Potenza di Tipo Switching ad avvio lento, che non garantiscono una Tensione d'esercizio Istantanea, attendere la Stabilizzazione della Tensione per evitare il danneggiamento della Scheda PCB poiché una Tensione Insufficiente, per innescare la Risonanza, comporta la conduzione simultanea dei MOS fino alla loro fusione; viene consigliato l'uso di un Voltmetro per monitorare la Tensione.

Il Volume Massimo per l'Oggetto da riscaldare all'Interno della Bobina non dovrà eccedere 1/5 del Volume o presentare un Diametro Inferiore di 1/3 rispetto alla Bobina al fine di non incorrere in un sovraccarico con fusione del Circuito di Alimentazione; viene consigliato l'uso di un Amperometro per monitorare la Corrente Assorbita.

Si consiglia di non superare i 15A nelle Operazioni di Fusione in completa sicurezza; anche se la Scheda PCB tollera Correnti in Ingresso comprese fra 20A e 30A; viene consigliato l'uso di un Amperometro fra l'Alimentatore e la Scheda PCB per evitare un sovraccarico.

La Scheda PCB dispone di un Dissipatore di Calore in Alluminio ad alta efficienza con uno spessore maggiorato a 8,5mm e Sistema per il Fissaggio della Bobina con Supporti da M4.

Caratteristiche Tecniche della Scheda PCB:

  • Tensione di Funzionamento: DC 24-36V
  • Corrente di Lavoro: Maggiore di 15A Minore di 30A (Alimentatore Consigliato 24V 15A 350W)
  • Stadio di Potenza: IRFP260N (50A 200V)
  • Potenza d'Uscita: compresa fra 350W e 500W
  • Dimensioni: 100 x 100 x 85mm
  • Dimensione Bobina in Rame: Diametro Interno 40mm/1,57", Altezza 45mm
  • Diametro Crogiolo in Grafite: 30x30mm o 30x40mm;
  • Diametro Interno: 35mm.

Per le Operazioni di Fusione con Crogiolo in Grafite 30x30mm viene richiesto un Alimentatore da 36V 25A.

Per la Fusione dell'Alluminio (660°C) viene richiesto un Alimentatore da 24V con Potenza compresa fra 350W (15A) e 500W (20A).

Per la Fusione del Rame (1083°C), Oro (1065°C), Argento (962°C); viene richiesto un Alimentatore da 36V con Potenza compresa fra 700W (20A) e 900W (25A).

Prestare molta attenzione nel Cablaggio fra Anodo e Catodo sulla Scheda PCB con lo Stadio di Alimentazione poiché un errore potrebbe causare un incendio.

Collegare la Bobina in Rame prima di alimentare la Scheda PCB per evitare la formazione di un Arco Elettrico.

Con Alimentazione a Batterie utilizzare un Circuito di Protezione per limitare l'Assorbimento Massimo a 23A allo scopo di migliore la Sicurezza durante le Operazioni.

Dissipazione Termica in rapporto alla Corrente Assorbita sulla Scheda PCB:

  • 00 ≥ 35 ℃ ≈ 30A
  • 35 ≥ 45 ℃ ≈ 27A
  • 45 ≥ 55 ℃ ≈ 25A
  • 55 ≥ 65 ℃ ≈ 23A
  • 65 ≥ 75 ℃ ≈ 20A

Le Operazioni sull'Ottone producendo un calore eccessivo richiedono l'uso di un Sistema di Raffreddamento a Liquido.

Nel Kit viene fornito a corredo un Tubo in PVC con sezione da 4mm lungo circa 2 metri da utilizzare in combinazione con una Pompa a Bassa Tensione; non utilizzando un Sistema di Raffreddamento si otterrebbe solo la Brasatura dell'Ottone senza garantire un'efficiente grado di Ricottura.

La Scheda PCB rappresenta dunque una valida soluzione per l'Operazione di Tempra e Ricottura su piccole parti in Acciaio al di sotto del Punto di Fusione (1100°C).

Il Riscaldamento con il Sistema ad Induzione sarà applicabile solo in presenza di Materiali Ferrosi; Oro, Argento, Rame ed Alluminio richiedono l'uso di un Crogiolo in Grafite.

Il Sistema ad Induzione consente il riscaldamento di oggetti elettricamente conduttivi, come i metalli, attraverso un processo chiamato Induzione Elettromagnetica ottenuto dalla presenza di Correnti Parassite.

Un Sistema Riscaldante ad Induzione, solitamente costituito da un Oscillatore Elettronico in cui una Corrente Alternata ad Alta Frequenza transitando attraverso un Elettromagnete, genererà Correnti Elettriche Parassite in grado di produrre calore sull'Oggetto penetrato dal Campo Magnetico Alternato.

Il Sistema ad Induzione consente di riscaldare rapidamente gli oggetti metallici alla temperatura desiderata anche fino al Punto di Fusione.

Il calore sarà direttamente generato nel metallo senza una fonte di calore esterna di conseguenza non si avrà alcun contatto; aspetto importante in cui la contaminazione sul metallo può rappresentare un problema.

Il Sistema consente inoltre la fusione di metalli refrattari che richiedono temperature di lavoro molto elevate.