Kā norādīt sildīšanas plati ar iebūvētu{0}}aktīvo dzesēšanas ķēdi kompozītu cietēšanas presei?

Augstas -jaudas kompozītmateriālu ražošanas šūnā plāksnei ir ne tikai jāuzsilda priekšmets, bet arī aktīvi un ātri jāatdzesē līdz drošai noformēšanas temperatūrai. Bez kontrolētas dzesēšanas cikla laikā dominē dabiskā konvekcija un lēna termiskā degradācija, kas ievērojami samazina caurlaidspēju. Tādējādi plākšņu specifikācijai ir jāpievieno aktīva dzesēšanas ķēde kā būtiska prasība rūpnieciskā mēroga{3}}ražošanas ātrumam.

Aktīvās dzesēšanas ķēdes sildīšanas plāksnes kompozītmateriālu sacietēšanas sistēmas dizainu galvenokārt nosaka regulētās siltuma evakuācijas ātrums, ko var veikt, neapdraudot plāksnes integritāti vai temperatūras vienmērīgumu.

Termiskā cikla prasību definīcija
Divfunkciju plāksnes projektēšanas pirmais posms{0}} ir visa temperatūras cikla noteikšana.

Tipiski kombinētie ārstēšanas grafiki ir:

Uzkarsē līdz sacietēšanas temperatūrai (piemēram, 120–180 grādi atkarībā no sveķu sistēmas)

Pilnas polimēra šķērssaistīšanas laiks-

Kontrolēta dzesēšana līdz izņemšanas temperatūrai (parasti 50-70 grādi)

Atdzesēšanas posms bieži vien ir sašaurinājums cikla laikā.

Specifikācijā skaidri norāda:

Nepieciešamais dzesēšanas ātrums (piem., . 180 grādi 5 minūtēs līdz 60 grādiem)

Virsmas maksimāli pieļaujamais temperatūras gradients

Pārslēgšanas laikā pieļaujamā temperatūras pārsniegšana

Formēšanas demontāžas minimālā temperatūra

Šīs īpašības tieši nosaka salona dzesēšanas ķēdes dizainu.

Aktīvās dzesēšanas shēmas shēma
Parasti dzesēšanas sistēma ir iebūvēta plāksnes korpusā kā urbtu kanālu tīkls.

Šie kanāli parasti tiek veidoti, izmantojot:

Ieroču urbšanas tehnika

Dziļo caurumu urbšanas tehnika

Uzlaboti 3D CNC apstrādes ceļi

Dzesēšanas kanāli parasti ir novietoti konfigurācijā, kas ir identiska sildelementiem, bet ir nobīdīti, lai izvairītos no termiskiem traucējumiem un struktūras nolietošanās.

Plāksnes vēnām ir jāpumpē auksts{0}ūdens uz karsto sirdi un efektīvi jānosūknē siltumenerģija, vienlaikus saglabājot mehānisko stabilitāti.

Galvenie ģeometriskie mainīgie ir:

Kanāla izmērs

Attālums starp kanāliem

Dziļums (virsma līdz kanālam)

Plūsmas sadales shēma

Ceļa konfigurācija (atgriešanās)

Visi parametri ietekmē siltuma veiktspēju, kā arī konstrukcijas integritāti.

Termiskās un mehāniskās konstrukcijas kompromisi
Dzesēšanas kanālu dizains būtībā ir vairāku{0}}mainīgo optimizācijas problēma.

Kanāla diametra apsvērumi
Lielāki kanāli nodrošina lielāku dzesēšanas šķidruma plūsmas jaudu un lielāku siltuma noņemšanas ātrumu. Bet liels diametrs nozīmē mazāku metāla šķērsgriezuma biezumu, kas var vājināt plāksnes struktūru pret termisko un mehānisko spriegumu.

Mazāki kanāli ir fiziski izturīgi, bet tiem ir zema siltuma caurlaidības spēja, pateicoties zemam virsmas laukumam un zemai plūsmai.

Tāpēc ir nepieciešams līdzsvars starp:

Dzesēšanas jauda

Strukturālā robustums

Izgatavojamība

Izvietojuma stratēģija kanāliem
Kanālu izvietojums parasti tiek optimizēts, izmantojot 3D CAD un termisko galīgo elementu analīzi (FEA).

FEA simulācijas tiek izmantotas, lai novērtētu:

Dzesēšanas temperatūras profils

Karsto punktu izveide

Plāksnes virsmas temperatūras gradienti

Strukturālais spriegums termiskajā ciklā

Mērķis ir panākt vienmērīgu dzesēšanu ar nelielu izkropļojumu un vienmērīgu mehānisko stingrību.

Izskaidrotas dzesēšanas veiktspējas specifikācijas
Pilnajā specifikācijā ir jānorāda hidrauliskās un termiskās veiktspējas mērķi.

Nepieciešamais dzesēšanas ātrums
Nepieciešamais dzesēšanas ātrums ir galvenais sistēmas projektēšanas virzītājspēks.

Piemēram:

Ātra cikla sistēmām var būt nepieciešami dzesēšanas ātrumi 20–25 grādi/min

Augstas{0}}precizitātes sistēmās viendabīgums var būt svarīgāks par ātrumu.

Šis kritērijs nosaka plūsmas ātrumu, kanāla ģeometriju un siltummaiņa izmērus.

Temperatūras vienveidības ierobežojums
Atdzesējot, norāda maksimālo pieļaujamo virsmas temperatūras starpību.

Pārāk lieli gradienti var izraisīt:

Saliktās daļas: atlikušais termiskais spriegums

Sacietējusi lamināta deformācija

Nevienmērīga demontāžas darbība

Kanālu atstatuma un plūsmas sadalījuma dizainu parasti nosaka vienveidības mērķi.

Ekspluatācijas apstākļi un dzesēšanas šķidruma izvēle
Dzesēšanas vide parasti ir regulēts ūdens šķidrums.

Tipiskas iespējas ietver:

Apstrādāts ūdens

Ūdens{0}}glikola šķīdumi

Galvenie specifikācijas parametri ir:

Dzesēšanas šķidruma temperatūra, ieplūde

Pieejamā dzesēšanas jauda

Maksimālais sistēmas spiediens

Plūsmas ātruma iespēja:

Piesārņotāju tolerance

Hidrauliskā sistēma jāprojektē tā, lai tā darbotos šo ierobežojumu ietvaros un nepārsniegtu spiediena krituma robežas.

Hidrauliskie ierobežojumi un spiediena kritums
Plūsmas pretestību izraisa dzesēšanas kanāli, kuriem nepieciešama rūpīga regulēšana.

Specifikācijā vajadzētu teikt:

Maksimālais pieļaujamais spiediena kritums caur plāksni

Maksimālā pieejamā sūkņa jauda

Prasības plūsmas balansēšanai vairākās zonās

Pārāk liels spiediena samazinājums var izraisīt:

Nevienmērīgs plūsmas sadalījums

Zemāka dzesēšanas efektivitāte

Palielināts enerģijas patēriņš sūknēšanai

Tādējādi siltuma veiktspēja ir vienlīdz svarīga kā hidrauliskā veiktspēja.

Materiāli un savienojuma specifikācijas
Dzesēšanas ķēdēs izmantotajiem materiāliem ir jābūt saderīgiem ar ilgstošu-dzesēšanas šķidruma iedarbību.

Parastie priekšnoteikumi ir:

Korozijizturīgi veidgabali

Saderīgs blīvējums glikolam vai apstrādātam ūdenim

Stabila veiktspēja termiskā cikla laikā

Parasti tiek piegādāts ātrā savienojuma kolektors, lai plāksni varētu viegli atdalīt no dzesēšanas sistēmas apkopes vai instrumenta nomaiņas vajadzībām.

Tas piešķir sistēmai lielāku elastību ražošanas scenārijos ar vairākiem rīkiem.

Integrācija ar apkures sistēmu
Lielākajā daļā kompozītmateriālu konservēšanas presu dzesēšanas kontūra ir integrēta ar iebūvētajiem elektriskajiem sildelementiem.

Tas ir rūpīgi jānodala, lai izvairītos no:

Termošorti-

Lokalizēta sasilšana ap kanāliem

Nevienmērīga termiskā izplešanās

Apkures un dzesēšanas sistēmas parasti tiek modelētas kopīgi, simulējot, lai nodrošinātu vienmērīgu pāreju starp apkures un dzesēšanas fāzēm.

Galīgo elementu analīzes loma projektēšanā
Termiskā FEA ir būtiska sastāvdaļa, lai definētu:

Kanāla izkārtojums

Kanāla dziļums

Kanālu diametri

Plūsmas sadales shēma

Simulācijās tiek ņemtas vērā pārejošas situācijas, piemēram:

Iesildīšanās posms

Aiztures fāzes ārstēšana

Ātra piespiedu{0}}dzesēšanas fāze

Tādējādi siltuma veiktspēja un konstrukcijas integritāte tiek saglabāta visā darbības ciklā.

Pēdējās domas
Plāksnei ar integrētu dzesēšanas sistēmu ir nepieciešama cieša siltuma un hidrauliskās konstrukcijas pieejas savienošana. Aktīvās dzesēšanas ķēdes sildīšanas plākšņu kompozītmateriālu sacietēšanas sistēma ir jāveido tā, lai nodrošinātu ātru kontrolētu dzesēšanu, vienlaikus saglabājot plāksnes izturību, temperatūras viendabīgumu un ilgtermiņa izturību.

3D CAD un galīgo elementu analīze uzlaboja iekšējos kanālus, kas urbti, lai precīzi kontrolētu siltuma noņemšanas ātrumu. Dzesēšanas veiktspējas specifikācijas (dzesēšanas ātrums, temperatūras gradienta ierobežojumi, dzesēšanas šķidruma raksturlielumi un spiediena krituma ierobežojumi) nosaka sistēmas vispārējo ģeometriju un hidraulisko dizainu.

Aktīvi atdzesēta šķīvja ir pilnībā integrēts termiskais instruments ar gan apkures, gan dzesēšanas darbībām vienā regulētā sistēmā. Šis dizains ļauj ievērojami samazināt kompozītmateriālu cietēšanas cikla laiku, vienlaikus saglabājot procesa stabilitāti. Plate ir īsts siltuma atlēts, kas spēj gan sildīt, gan atdzesēt, pastāvīgi reaģējot uz augstas veiktspējas -kompozītu ražošanas vajadzībām.