Kas ir dzesēšanas līnijas?
Dzesēšanas līnijas īpašās veidņu pielietojumos
Es nodarbojos ar pelējuma darbu jau 18 gadus. Pirmo desmitgadi pavadīja nebrīvē veikalā Mičiganā, vadot automašīnu. Pēdējos astoņus gadus konsultācijas, galvenokārt medicīnas un plaša patēriņa elektronikas jomā. Ja ir kāda lieta, kas atšķir veikalus, kas pelna naudu, no tiem, kas nepelna, tad tā ir atvēsināšana. Nevis tās smalkās lietas, par kurām lasāt tirdzniecības žurnālos. Vienkārši vienkāršs, pārdomāts dzesēšanas līnijas izkārtojums.
Lielākā daļa iesmidzināšanas liešanas instrumentu piegādātāju jums paziņos, ka dzesēšana veido 60-70% no jūsu cikla. Šis skaitlis plūst pa nozari kā evaņģēlijs. Reālais skaitlis ir atkarīgs no sienas biezuma, sveķiem un aptuveni piecpadsmit citiem mainīgajiem lielumiem. Esmu redzējis plānas -sienu iepakošanas veidnes, kurās dzesēšana bija 80% no cikla. Reiz tika izmantots biezas daļas automobiļu korpuss, kur tas bija tuvāk 45%. Lieta ir tāda, ka vispārīgie procenti jums daudz nepalīdz. Kas palīdz izprast siltuma plūsmu jūsu konkrētajā daļā.
Precīzai instrumentiem nepieciešama precīza siltuma vadība.
Urbj{0}}un-spraudņu realitāte
Parastā dzesēšana ir urbis{0}}un-spraudnis. Jūs paņemat veidnes bloku, novietojiet to uz dzirnavām vai urbjmašīnas un izveidojiet taisnus caurumus. Savienojiet tos ar šķērsurbumiem vai ārējām šļūtenēm. Pievienojiet galus, kas jums nav vajadzīgi. Šī metode darbojas. Tas darbojas, kopš mans tēvs strādāja šajā biznesā. Instrumenti ir lēti, to var izdarīt jebkurš veikals, un, ja kaut kas aizsērē, varat to izvilkt.
Problēma parādās, kad ģeometrija kļūst sarežģīta. Pagājušajā gadā es strādāju-patērētāju elektronikas korpusā, daudz izliekumu, nominālā siena 1,2 mm ar augstumu līdz 0,8 mm. Rūpnieciskajam dizainerim nebija nekādas intereses par to, ko es varētu atdzist. Serdes pusē aiz dobuma bija varbūt 6 mm tērauda trīs dažādās zonās. Tur nevar likt 10mm kanālu. Tur arī nevar likt 6mm kanālu, ne ar kādu drošības rezervi.
Tas, ko mēs izdarījām, bija kombinēta pieeja. Burbuļi dziļajos serdeņos, deflektori, kur mums bija pietiekami daudz gaļas, un viens konformāls ieliktnis vissliktākajā karstajā vietā. Konformālais gabals instrumenta izmaksām pievienoja USD 11 000. Klients sākumā negribēja to maksāt. Tad mēs viņiem parādījām cikla laika starpību
-14 sekundes ar konformālu pret 22 bez. Viņi maksāja.
Konformāla dzesēšana{0}}Kad tam ir jēga
Metāla 3D druka mainīja šo biznesu. Pirms desmit gadiem konformālā dzesēšana bija ziņkārība, ko jūs redzējāt izstādē un domājāt, ka tas ir glīti. Tagad katrs lielākais pielāgoto iesmidzināšanas veidņu ražotājs to piedāvā vai vajadzētu. Tehnoloģija ir nobriedusi. Cenas kritās. Izpildes laiks kļuva saprātīgs.
Materiāli strādā. Esmu bez problēmām palaidis MS1 martensīta tērauda ieliktņus vairāk nekā 400 000 kadru. H13 izdrukas kļūst labākas, taču, pēc manas pieredzes, pulvermetalurģija joprojām nav piemērota lietošanai ar augstu-nodilumu. Serdeņiem un dobuma ieliktņiem, kas neredz tiešu vārtu triecienu, apdrukāts tērauds lieliski iztur.
Lūk, kur cilvēki kļūdās: viņi domā, ka konformitāte nozīmē, ka varat atdzesēt jebko. Tu nevari. Kanāliem joprojām ir nepieciešama plūsma. Es redzu, ka uz mana rakstāmgalda nāk dizaini ar šiem skaistajiem organiskajiem dzesēšanas kanāliem, kas izskatās kā asinsvadi. Ļoti skaista CAD formātā. Nav iespējams iegūt turbulentu plūsmu. Spiediena kritums jūs nogalina, vai arī plūsma iet laminārā un jūsu siltuma pārneses tvertnēs.
Noteikums, ko izmantoju: saglabājiet kanāla šķērsgriezumu virs 5 mm ekvivalenta diametra, nepārsniedziet malu attiecību 4:1 nevienā -apļveida sadaļā un ierobežojiet kopējo ķēdes garumu līdz tādam, kādu jūsu TCU faktiski var nospiest. Lielākā daļa veikala grīdas temperatūras regulēšanas ierīču pārsniedz aptuveni 4-5 bārus. Jūsu konformālajai ķēdei, kolektoram un šļūtenēm ir jādarbojas tajā.
Buffles un Bubblers joprojām ir sava vieta
Pirms zvanāt savam iesmidzināšanas formēšanas dzesēšanas risinājumu piegādātājam par drukātu ieliktni 15 000 USD vērtībā, apsveriet vecās skolas iespējas. Deflektori maksā varbūt 30 USD katrs. Burbuļi, 40-50 USD. Siltuma caurules maksā 150-400 USD atkarībā no garuma un diametra.
Deflektori lieliski darbojas taisnstūrveida serdeņos. Plakanais asmens sadala izurbto caurumu padeves un atgriešanas virzienā. Ūdens iet uz leju vienā pusē, ap apakšu, atpakaļ uz augšu no otras puses. Jūs zaudējat daļu plūsmas jaudas-60–65% no tā, ko jums sniegtu atvērts kanāls. Lielākajai daļai lietojumprogrammu tas ir pietiekami daudz.
Kopējā atteices režīms
Kļūdu režīms, ko es redzu visbiežāk ar deflektoriem: puiši urbj pārāk dziļi, deflektors ir ārā, plūsma tiek ierobežota galā. Apakšā atstājiet 3-4 mm atstarpi. Vairāk, ja jūsu ūdens kvalitāte ir apšaubāma un jūs sagaidāt katlakmens uzkrāšanos.
Burbuļi ir labāki apaļiem serdeņiem. Izkārtojums caurulē-caurulē- nodrošina lielāku virsmas laukumu nekā deflektors tāda paša diametra caurumā. Trūkums ir tas, ka tie ir jutīgāki pret izmēru toleranci. Gredzenveida sprauga starp iekšējo cauruli un ārējo caurumu kontrolē atgriešanās plūsmu. Pārāk saspringts, un jūs badojat ķēdi. Pārāk vaļīgs, un viss ūdens īssavieno-caur spraugu, nesasniedzot galu.
Materiālu izvēle, par ko neviens nerunā
Katrā precīzās veidņu izgatavošanas pakalpojumu brošūrā ir minēta konformālā dzesēšana. Ne daudzi runā par materiāla izvēli dzesēšanas veiktspējai.
BeCu ieliktņi ir bijuši mūžīgi. Siltumvadītspēja aptuveni 105 W/m·K pret 29 H13. Tas ir liels cipars. Karstā vietā, kur jūs fiziski nevarat dabūt ūdeni pietiekami tuvu, vara sakausējuma ieliktnis var glābt darbu. Esmu tos izmantojis aiz plānām ribām, pacēlāju korpusos, mazos serdeņos, kur nederēs burbulis.
Nozveja ir nodilums. Pēc termiskās apstrādes BeCu darbojas varbūt 35-38 HRC. Jūs neieejat tieši tajā. Jūs nelaidīsit ar stiklu pildītu neilonu tam pāri miljonu ciklu. Bet aizsargātās vietās, kur jums vienkārši nepieciešams vilkt siltumu, tas darbojas.
Alumīnija instrumenti ir nepietiekami novērtēti pareizajam pielietojumam. Pie manis ieradās medicīnas klients, kurš vēlējās veidņu prototipus, paredzamo apjomu aptuveni 50 000 vienību gadā, trīs{3}gadu produkta kalpošanas laiku. Viņu piedāvātās cenas par P20 rīkiem bija ļoti-ilgs izpildes laiks, augstas izmaksas, un tie būtu novecojuši, pirms tie nolietojas. Mēs izgatavojām serdes un dobumus no QC-10 alumīnija par aptuveni 40% no tērauda cenas. Cikla laiki bija 12 sekundes, salīdzinot ar 18–20, ko mēs aprēķinājām tēraudam. Trīs gadus vēlāk šie rīki joprojām darbojas. Mazs nodilums uz atdalīšanas līnijas, nekas neietekmē detaļu kvalitāti.
Temperatūras kontrole kļūst sarežģīta
Vienkāršās veidnēs darbojas viens dzesēšanas kontūrs uz pusi. Ūdens iekšā, ūdens ārā, darīts. Speciālām veidnēm-un es lielāko daļu no tā, kas mūsdienās šķērso manu rakstāmgaldu, liktu šajā kategorijā-ir vajadzīgas vairākas zonas.
Iesmidzināšanas veidņu inženierijas konsultantam, ar kuru es strādāju, ir teiciens: katram karstajam punktam ir vajadzīga sava atbilde. Dažreiz šī atbilde ir lielāka plūsma. Dažreiz tas ir vēsāks ūdens. Dažreiz tās ir materiālas izmaiņas. Dažreiz tas ir pieņemt garāku ciklu un virzīties tālāk. Lieta tāda, ka pelējumu nevar uzskatīt par vienu viendabīgu termisko masu.
Kaskādes kontrole palīdz. Jūsu TCU uzrauga pelējuma temperatūru, izmantojot termopāri, un pielāgo plūsmas vai sajaukšanas vārsta stāvokli, lai saglabātu uzdoto vērtību. Labi darbojas stabilā-stāvoklī. Tas neko daudz nepalīdz pret pārejošu -karstuma uzliesmojumu, kad 300 grādu plastmasa ietriecas dobumā, pēc tam pakāpeniska atdzišana-, tad vēl viens sprādziens. Tērauda termiskā masa veic lielāko daļu darba, lai to izlīdzinātu.
Variotermiskais ir reāls, bet dārgs. Pirms iepildīšanas veidnes virsmas temperatūra ir augsta, pēc tam ātri nolaižot, lai atdzesētu. Esmu redzējis, ka tas novērš metināšanas līnijas uz -spīdīgām daļām. Esmu arī redzējis, ka tas pievieno 80 000 USD rīku programmai un sešus mēnešus ilgu izstrādes laiku. Pareizam lietojumam-A klases automobiļu interjers, medicīnas ierīce ar nulles-defektu kosmētisko prasību-var būt zīmīga. Lielākajai daļai darbu tā nav.
Kas patiesībā ir svarīgi
Pēc visiem šiem gadiem es saku jaunākiem inženieriem: vispirms kārtojiet pamatus. Saglabājiet ūdenslīnijas 2D robežās no virsmas, kur vien iespējams. Palaidiet pietiekami daudz plūsmas, lai paliktu nemierīga. Neļaujiet ķēdēm kļūt tik garām, ka temperatūras paaugstināšanās jūs nogalina – 10 grādu delta maksimums no ieejas līdz izejai ir labs mērķis. Līdzsvarojiet ķēdes, lai tās visas redzētu līdzīgus ierobežojumus.
Veiciet šīs darbības, un jūs atrisināsit 80% no savām dzesēšanas problēmām. Pārējie 20% ir vieta, kur notiek interesantais darbs. Šeit jums var būt nepieciešams konformāls vai varš, vai variotermisks, vai kāda kombinācija, ko neviens iepriekš nav mēģinājis.
Instrumenti pastāv. Piegādātāji pastāv. Zināšanas pastāv. Atšķirību padara tas, ka ir nepieciešams laiks, lai pārdomātu siltuma plūsmu jūsu konkrētajā daļā, jūsu konkrētajā veidnē, jūsu konkrētajā procesā. Nekāda simulācija to neaizstāj. Neviens īkšķis noteikums neattiecas uz katru gadījumu. Jums ir jādara darbs.
Divdesmit{0}}trīs gadi šajā amatā, un es joprojām mācos. Tā ir labākā vai sliktākā daļa atkarībā no dienas.