[发明专利]加热生产线中的物体的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于加热物体的系统和在生产线上的热处理 过程(特别是热变形过程)中加热物体的方法。

背景技术

对于工业上的加热应用(例如热变形处理，如吹瓶、干燥、硬化、 快速热处理等等)，如白炽灯或氙灯的光源直至今日已经典型地被使 用。同时，I R激光二极管是最为有效的辐射源。除了辐射的高准直 之外，定义明确和狭窄的波长带使得它们成为用于工业加热应用的第 二代光源，这些应用中白炽灯或氙灯已经到达了它们的极限。WO 2006/056673A1中给出了激光加热方法和用于吹瓶的实际设置的概 括。该文献提出激光的高功率强度以及800-1064nm的波长范围的优 点，这对于PET加热是有益的，因为吸收相当低。所述优点在于所述 辐射被整个体积吸收，而非仅由表皮吸收。另一方面，这需要激光多 次经过PET结构。因此，在此文献中，给出了一些适用于激光光线多 次经过的反射器设置，从而所述反射器设置包括两个相对的半圆形反 射器表面。被引导进入该反射器设置的激光光束以星形方式围绕所述 半圆形反射器表面的公共焦点在所述反射器表面之间经历多次径向 反射。为了充分利用表面之间被反射的光，PET结构必须位于所述反 射器设置的中央。这需要分段式处理PET结构，并且不允许连续的生 产流程。另一个缺点在于这些实施例中需要的用于加热过程的激光光 源是高功率激光二极管棒。在此文献中所述单个1cm长的激光棒所发 射的红外功率是100W。然而高功率二级管激光棒十分昂贵。此外， 极端的能量汇聚需要先进的安装和冷却技术，这又导致成本可能比原 始激光二极管的成本高出十倍。

US 5,780,524公开了一种用于通过光纤的激光器能量的谐振能 量吸收来非接触量子加热热塑性光纤的方法和装置。所述装置包括激 光炉和激光器。所述激光炉的内表面可以由与波长有关的反射涂层处 理。该涂层可以被设计为对激光能量束或者镜面反射或者漫反射。镜 面反射的次数将由激光炉相对于激光束的方位所控制。因此，随着角 度接近89度，横穿炉长度的反射次数大大提高。所述激光炉为圆柱 形，并且所述激光器是一氧化碳连续波激光器。

发明内容

本发明的目的是提供更为经济的用于加热物体的系统和在生产 线上的热处理过程中(特别是热变形处理过程中)加热物体的方法， 同时允许连续的生产流程。

为此，本发明提供一种用于在生产线上的热处理过程中加热物体 的系统，包括：

-用于沿所述生产线以输送方向输送物体的输送系统，

-镜设置，包括沿所述生产线的至少一段设置在相对侧的第一镜 表面和第二镜表面，以使得所述物体可以沿所述生产线在所述镜表面 之间被输送，

-以及辐射设备，包括用于产生光的多个激光器，

从而所述辐射设备和所述镜设置被构建成使得进入所述镜设置 的光的主方向被引导以与所述生产线成一角度地朝向所述第一镜表 面，并且所述光随后在所述镜表面之间经历多次反射，以便所述光的 多次反射系列在输送方向上(即与所述物体一起)沿所述镜表面的至 少一段行进，或者与所述输送方向相反地沿所述镜表面的至少一段行 进，并且加热在所述镜之间被输送的物体。

因此，光的“主方向”应当被理解为光的大部分被辐射的方向。 在光的分束情况下，主方向例如是光束的中心轴的方向。

此外，术语“光的多次反射系列”-在光以输送方向或与所述输 送方向相反的方向沿所述镜表面的至少一段行进的上下文中-应当理 解为光束在相同方向上沿所述镜表面的一段持续进行的两次或三次 以上的连续反射，而不是在中心焦点处被来回反射，如WO 2006/056673A1的实施例中所述。本发明的上下文中的“镜表面” 是基本上完全反射落在该表面上的光的任何表面。因此，下文中，术 语“反射器”和“镜”被交替使用并具有相同的含义。

本发明提供一种对应的用于在生产线上的热处理过程中加热物 体的方法，

-其中所述物体沿着所述生产线在镜设置的第一镜表面和第二 镜表面之间被输送，所述第一镜表面和第二镜表面沿所述生产线的至 少一段被设置在相对侧，

-其中光通过辐射设备的多个激光器而产生，