Termovormimisel peab plaat soojendama plastlehte painduvasse olekusse ja seejärel kohe jahutama, et kuju saaks{0}}seadi jooksul. Ainult kuumenev plaat muutub suure-tootlikkusega tootmise kitsaskohaks. Vedeliku jahutusahela integreerimine otse plaadi korpusesse muudab selle kiireks termotsükliliseks süsteemiks, mis on võimeline ühe tsükli jooksul nii agressiivselt soojendama kui ka kontrollitult jahutama.
Mõisteintegreeritud vedelikjahutusega kütteplaadi valikSeetõttu keskendub see soojustundlikkuse, konstruktsiooni terviklikkuse ja vedelikusüsteemi võimsuse tasakaalustamisele.
Termotsükli nõuded kiirtootmises
Kiired termilised tsükliprotsessid, nagu termovormimine, komposiitpressimine ja polümeeri konsolideerimine, sõltuvad rangelt kontrollitud temperatuuritõusudest. Plaat on vajalik:
Saavutage kiiresti vormimistemperatuur
Säilitage ühtlane soojusjaotus
Kiire üleminek jahutusfaasi
Tahkestada materjal rangete tsükliaja piirides
Ilma integreeritud jahutuseta dikteerivad tsükliaega sageli aeglased välised jahutusmehhanismid, mis vähendab oluliselt tootmise läbilaskevõimet.
Sisemiste vedelikjahutuskanalitega toimub soojuse eemaldamine otse plaadi südamikust, võimaldades temperatuuri kiiret ümberpööramist.
Integreeritud jahutuskanali disain
Kanali paigutus ja geomeetria
Jahutuskanalid moodustatakse tavaliselt plaadi korpuses puuritud püstoli-toru tehnikaga. Need kanalid on paigutatud tööpinnale nii lähedale, kui mehaaniline tugevus seda võimaldab.
Termilist lõplike elementide analüüsi (FEA) kasutatakse selleks, et tagada, et:
Pinna temperatuur jääb jahutamise ajal ühtlaseks
Kanalite kohale ei teki lokaalseid külmakohti
Konstruktsiooni terviklikkus säilib termilise pinge ja kinnitusjõu korral
Kanali sügavus ja läbimõõt on põhiline kompromiss{0}}.
Madalamad kanalid parandavad jahutustundlikkust
Sügavamad kanalid säilitavad plaadi jäikuse
Theintegreeritud vedelikjahutusega kütteplaadi valikprotsess nõuab seetõttu samaaegset termilise jõudluse ja mehaanilise koormuse{0}}kandevõime hindamist.
Voolumustri konfiguratsioon
Jahutuskanalid on paigutatud mustritena, mis on loodud soojuse eraldamise ühtluse maksimeerimiseks. Levinud konfiguratsioonid hõlmavad järgmist:
Serpentiinsed vooluteed pikendavad viibimisaega
Paralleelkanalite massiivid ühtlaseks jaotamiseks
Tsoneeritud jahutusahelad suurte plaadipindade jaoks
Ühtlane voolujaotus hoiab ära termilised gradiendid, mis võivad põhjustada töödeldud materjalide väändumist või ebaühtlaseid vormimistingimusi.
Vedeliku kohaletoimetamise ja ühendamise süsteem
Kiir-ühenduskollektori disain
Plaadile on kinnitatud kollektorisüsteem, mis on tavaliselt paigaldatud taga- või külgpinnale. See kollektor jaotab jahutusvedeliku üksikutesse kanalitesse ja kogub tagasivoolu.
Kiirühendusi{0}}kasutatakse tavaliselt väliste vedelikusüsteemidega integreerimise lihtsustamiseks. Need pistikud on tavaliselt:
Roostevaba teras
Nikkeldatud{0}}messing
Kõrgsurvega{0}}tööstuslikud liitmikud
Disain võimaldab kiiret ühendamist ja lahtiühendamist hoolduse või tööriistade vahetamise ajal, minimeerides seisakuid tootmiskeskkondades.
Vesi ja glükool soojusülekandekeskkonnana
Vett või vesi{0}}glükooli segusid kasutatakse nende soodsate termiliste omaduste tõttu tavaliselt jahutusvedelikuna. Siiski on vedeliku konditsioneerimine hädavajalik.
Vesi muutub termotantsu partneriks, kandes soojust kiiresti edasi ja ringledes läbi täpselt{0}}töödeldud kanalite.
Pikaajalise{0}}jõudluse säilitamiseks tuleb jahutusvedelikku töödelda:
Vältige mineraalide katlakivi tekkimist puuritud kanalites
Vähendab korrosiooni metallkäikudes
Kontrollige bioloogilist kasvu suletud{0}ahela süsteemides
Ilma nõuetekohase töötlemiseta võib kanalite saastumine oluliselt vähendada jahutuse efektiivsust ja suurendada rõhulangust.
Jahutussüsteemi nõuded
Jahutusvõimsus ja voolukiirus
Väline jahuti peab olema sellise suurusega, et see vastaks plaadisüsteemi nõutavale soojuseralduskiirusele. Peamised parameetrid hõlmavad järgmist:
Nõutav jahutuskiirus kraadides minutis
Kogu soojuskoormus tsükli kohta
Voolukiirus sisemiste kanalite kaudu
Maksimaalne lubatud rõhulangus
Ebapiisav jahuti võimsus võib põhjustada mittetäielike jahutustsüklite, mis mõjutab otseselt tootmistsükli aega.
Temperatuuri kaldtee juhtimine
Suure jõudlusega-süsteemides peab jahuti toetama kiireid temperatuurimuutusi, säilitades samal ajal stabiilsed väljundtingimused. See tagab korduva tsükli käitumise korduvate kütte- ja jahutustoimingute ajal.
Kuumutamisfaasis võib sissetuleva vee karastamiseks ja plaadi struktuuri termilise šoki ärahoidmiseks lisada möödaviiguaasa. See aitab vähendada kiiretest temperatuuride erinevustest põhjustatud mehaanilist pinget.
Struktuuri- ja soojusbilansi kaalutlused
Jahutusefektiivsus vs mehaaniline tugevus
Kanali disain põhjustab plaadi korpuse struktuuri nõrgenemist. Iga puuritud läbipääs vähendab saadaolevat ristlõiget-, et taluda mehaanilist kinnituskoormust.
Seetõttu peab disaini optimeerimine tagama:
Piisav konstruktsiooni jäikus presskoormuse all
Piisav soojusjuhtivus ühtlaseks jahutamiseks
Pikaajaline{0}}vastupidavus termilisele väsimusele
Kanali liigne tihedus parandab jahutust, kuid võib kahjustada plaadi eluiga.
Termilise ühtluse juhtimine
Töödeldud materjalide termiliste moonutuste vältimiseks on ülioluline ühtlane jahutus. Ebaühtlane jahutuskiirus võib põhjustada:
Vormitud komponentide koolutamine
Sisemise stressi teke
Mõõtmete ebastabiilsus
Vähendatud osade kvaliteedi ühtsus
Nende riskide maandamiseks on oluline kanalite õige vahekaugus ja voolu tasakaalustamine.
Süsteemi integreerimine ja protsesside juhtimine
Integreeritud vedelikjahutusega{0}}plaate juhitakse tavaliselt koordineeritud soojussüsteemide kaudu, mis haldavad nii kütteelemente kui ka jahutusahelaid.
Juhtimissüsteemid reguleerivad:
Kütteseadme võimsuse sisend{0}}tõusu ajal
Jahutusvoolu kiirus kustutamise ajal
Termiliste faaside vahelise ülemineku ajastus
Tagasiside sisseehitatud temperatuurianduritelt
See koordineerimine võimaldab termotsükleid täpselt juhtida kitsastes protsessiakendes.
Järeldus
Hästi kujundatud-vedelikjahutusega-plaat toimib soojussportlasena, mis on võimeline spurtima kõrgelt temperatuurilt madalale temperatuurile ja tagasi rangelt kontrollitud täpsusega. Efektiivsusintegreeritud vedelikjahutusega kütteplaadi valiksõltub kanali geomeetria, vedeliku kohaletoimetamise disaini ja jahuti võimsuse hoolikast tasakaalustamisest.
Kiiretes tootmiskeskkondades peab plaat töötama samaaegselt nii küttekeha kui ka jahutina, mis on sujuvalt sulandatud üheks soojussüsteemiks. See kahe{1}}funktsiooniga võimalus võimaldab lühendada tsükliaega, parandada läbilaskevõimet ja protsesside suuremat järjepidevust täiustatud termovormimise ja termilise töötlemise rakendustes.
