Silikon-Heizelement

• Leicht, dünn, flexibel – ab 1,0 mm Stärke
• Kundenspezifische Geometrien einschließlich Ausschnitten, Schlitzen und unregelmäßigen Profilen
• Geätztes Folien-Widerstandselement, gleichmäßige Beheizung
• Dauerbetriebstemperatur von -50 °C bis 200 °C
• Feuchtigkeits- und chemikalienbeständig, optional nach IP67
• Verschiedene Montagearten verfügbar
• Integrierte Temperatursensoren
• Wärmeisolierende oder wärmeleitende Deckschicht
• UL- und CE-Zulassungen

Warum Silikon-Heizelemente

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Flexible Heizelemente gibt es in verschiedenen Ausführungen — Polyimid (Kapton), Silikonkautschuk, Glimmer und Teflon gehören zu den gängigsten. Jede Variante hat ihre Stärken, doch Silikonkautschuk sticht in zwei Punkten heraus, die für anspruchsvolle OEM-Anwendungen besonders wichtig sind.

Echte 3D-Anpassungsfähigkeit. Polyimid-Heizelemente sind flexibel, aber ihre Flexibilität ist im Wesentlichen zweidimensional — sie lassen sich biegen, aber nicht dehnen. Silikonkautschuk hingegen ist elastisch und kann sich an mehrachsig gekrümmte Oberflächen, unregelmäßig geformte Gehäuse und komplexe 3D-Profile anpassen wie kein anderes flexibles Heizelement.

Unübertroffene Anpassbarkeit. Silikon-Heizelemente lassen sich nahezu in jeder Hinsicht kundenspezifisch fertigen: Oberflächenbeschaffenheit, Ausführung mit oder ohne Glasfaserverstärkung, werksseitige Vulkanisation auf Metallprofile, integrierte Sensoren und Thermostate, kundenspezifische Anschlüsse sowie wasserdichte Pressformung bis IP67. Diese Fertigungstiefe ist mit Teflon- oder glimmer-heizelementen schlicht nicht erreichbar.

Das Ergebnis ist ein Heizelement, das nicht einfach in Ihr Gerät passt — es wird Bestandteil davon.

Geätzte Folie vs. Drahtgewickelt

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Silikon-Heizelemente sind mit geätzten Folienelementen oder drahtgewickelten Elementen erhältlich. Drahtgewickelte Elemente werden manuell entlang eines vordefinierten Mäandermusters über die Führungsstifte auf der Schablone gewickelt. Mit Ausnahme von unregelmäßig geformten 3D-Profilen oder langen Heizbändern wurde die Drahtwickeltechnik bei SINOMAS ausgemustert.

Das geätzte Folien-Silikonheizelement bietet im Vergleich zum drahtgewickelten Heizer dank seiner großen, flachen Kontaktoberfläche eine hervorragende Wärmeübertragung. Es ermöglicht gleichmäßigere Temperaturprofile bei höherer Leistungsdichte und eine längere Lebensdauer. Neben dem chemischen Ätzen können wir das Folienelement für Prototypen oder großflächige Heizdecken auch per Laserschnitt fertigen.

Werksseitig vulkanisierte Silikon-Heizelemente

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Durch einen kontrollierten Prozess aus Wärme und Druck lassen sich Silikon-Heizelemente werksseitig auf blankes oder schwarz eloxiertes Aluminium, Edelstahl oder andere Metallprofile bzw. -paneele vulkanisieren. Der Silikonkautschuk dringt dabei in die Mikrostruktur des Metallprofils ein, bildet eine dauerhafte Verbindung und ermöglicht eine optimale Wärmeübertragung.

Werksseitig vulkanisierte beheizte Metallprofile bieten eine deutlich bessere Leistung als jede nachträgliche Montage vor Ort. Die werksseitige Vulkanisation erlaubt eine höhere Auslegung der Leistungsdichte und erhöht die Lebensdauer des Heizelements. Während die maximale Leistungsdichte eines Standard-Silikonheizers bei 0,8 W/cm² liegt, sind bei werksseitiger Vulkanisation auf Aluminium bis zu 3,0 W/cm² möglich, sofern die Betriebstemperatur kontrolliert wird.

In einem ähnlichen Verfahren, jedoch ohne Wärmesenke, können Silikon-Heizelemente werksseitig dauerhaft vulkanisiert bzw. in eine Form (meist zylindrisch oder spiralförmig) vorgeformt werden. Diese Vorformung erleichtert die Montage von Silikon-Heizelementen auf Rohren und Zylindern mit kleinem Durchmesser oder als Einsatz in Metallfässern erheblich.

Wasserdichte Silikon-Heizelemente (IP67)

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Silikon-Heizelemente sind grundsätzlich feuchtigkeitsbeständig. Für gelegentliche Wasserspritzer genügt eine zusätzliche Randversiegelung. Soll das Heizpad dauerhaft unter Wasser betrieben werden, muss das gesamte Heizelement pressgeformt werden, um zu verhindern, dass über die glasfaserverstärkten Ränder Feuchtigkeit eindringt. In diesem Fall erhöht sich die Stärke des Heizpads auf etwa 2,6 mm. Integrierte Temperatursensoren sind ebenfalls möglich.

Wasserdichte Silikon-Heizelemente sind besonders nützlich für feuchte Umgebungen oder sogar zur Flüssigkeitsbeheizung, wenn konventionelle Tauchheizkörper aus Platz- oder Montagegründen nicht verbaut werden können. So haben wir beispielsweise Silikon-Heizelemente (2 W/cm²) für tragbare Wasserkocher sowie Heizdecken zur Temperaturhaltung in Gewächshäusern geliefert.

Silikonschaum-Isolation

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Die Schaumschicht dämpft das Heizelement zudem gegen mechanische Stöße und Vibrationen, bietet zusätzliche elektrische Isolation und schützt benachbarte Bauteile vor zu hoher Wärmeeinwirkung. Bei erhaltener natürlicher Flexibilität und Temperaturbeständigkeit von Silikon (typischerweise -40 °C bis 150 °C) passt sie sich gekrümmten oder unregelmäßigen Montageflächen problemlos an — ideal für die Beheizung von Rohren und Ventilen.

Montagearten

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Silikon-Heizelemente können auf folgende Weise montiert werden:

• Selbstklebebeschichtung (PSA)
• RTV-Klebepaste
• Klemm- oder Druckplatten
• Haken und Federn
• Klettverschluss
• Schnürung/Bindung

Temperaturanstiegskurve

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Das nachstehende Diagramm zeigt den Oberflächentemperaturanstieg eines Standard-Silikonheizers bei unterschiedlichen Leistungsdichten. Bei der Messung wurden die Prüflinge in einem geschlossenen Raum frei aufgehängt.

Das Diagramm soll lediglich einen Anhaltspunkt geben, wie schnell die Erwärmung erfolgen kann. Es ersetzt keine ingenieurmäßige Berechnung und Erprobung für Ihren konkreten Anwendungsfall. Die tatsächlich auftretende Temperatur hängt von zahlreichen weiteren Faktoren ab.