Eine Heizpatrone ist ein dünnes, röhrenförmiges Heizgerät, das zum internen Erwärmen von Maschinen- und Prozesskomponenten wie Platten, Matrizen und Formen sowie Siegelstangen verwendet wird. Die Heizung besteht aus einem hohlen Metallrohr mit einem gewickelten Widerstandsheizelement, das in eine Isoliermasse eingebettet ist. Ein Thermoelement oder ein Regler versorgt das Heizelement über einen Satz Leitungen mit Strom, die an einem Ende des Rohres austreten. Die Heizpatrone wird in ein passgenaues Loch im Material eingesetzt und heizt es nach Aktivierung von innen auf. Heizpatronen sind als gestauchte oder nicht gestauchte und in einer Vielzahl von Größen und Leistungen erhältlich.
Maschinen oder Prozessteile wie Prägeplatten, thermoplastische Formen und Extrusionsdüsen benötigen eine Heizung, um korrekt zu funktionieren, und werden in den meisten Fällen am besten intern beheizt. Heizpatronen sind Geräte, die üblicherweise verwendet werden, um diese interne Erwärmung zu erreichen, und werden direkt in den Körper des betreffenden Teils eingebaut. Die Heizpatrone besteht aus einem wärmeleitenden Metallrohr, das in der Mitte hohl ist und an einem Ende mit einer Kappe versehen ist. Ein elektrisches Widerstandsheizelement wird um einen isolierenden Kern, typischerweise eine Keramikverbindung, gewickelt und in das Metallrohr eingebracht. Der Raum zwischen dem Heizelement und dem Rohr wird dann mit Pulver wie Magnesiumoxid gefüllt, das das Element elektrisch isoliert, aber die Wärme gut leitet.
Dieses Gerät kann dann gestaucht oder so belassen werden, wie es ist. Beim Pressen wird das Metallrohr zusammengedrückt, um es gegen den pulverförmigen Wärmeleiter einzuschnüren, um ein maximales Wärmeübertragungspotential zu gewährleisten. Obwohl das Stauchen bis zu einem gewissen Punkt von Vorteil ist, ist es teuer, und viele kostengünstige Heizpatronen werden nicht gestaucht. Die beiden Heizelement-Stromversorgungsleitungen treten am nicht mit einer Kappe versehenen Ende des Rohres aus. Diese Leitungen können axial für geradlinige Installationen oder radial für Anwendungen sein, die eine 90°-Leitungsausrichtung erfordern.
Der Einbau der Heizpatrone erfolgt über ein passgenaues Loch, das in den beheizten Teilkörper gebohrt wird. Das Rohr muss fest in das Loch passen, um eine maximale Heizleistung zu gewährleisten, und die durchschnittlichen Herstellerspezifikationen erfordern einen Unterschied von 0.010 Zoll (0.25 mm) zwischen Rohr- und Lochdurchmesser. Die Leistung der Heizpatrone wird durch ein oberflächenmontiertes Thermoelement oder einen abgesetzten Mikrocontroller gesteuert, der das Teil auf einer optimalen Temperatur hält. Diese Heizungen sind in einer Reihe von Größen von 1/4 Zoll (6.35 mm) bis 1 Zoll (25.4 mm) Durchmesser erhältlich. Heizpatronen werden in „Wattdichte“-Einheiten basierend auf dem Durchmesser, der Länge und der Wattzahl der Heizpatrone angegeben.