Шта су линије за хлађење?
Линије за хлађење у специјалним применама калупа
Радим калупе већ 18 година. Прву деценију провео је у заробљеничкој радњи у Мичигену радећи на аутомобилској индустрији. Последњих осам година консалтинг, углавном медицинске и потрошачке електронике. Ако постоји једна ствар која раздваја продавнице које зарађују од оних које не зарађују, то је хлађење. Не оне фенси ствари о којима читате у трговачким часописима. Само основни, промишљени распоред линије за хлађење.
Већина добављача алата за бризгање ће вам рећи да хлађење чини 60-70% вашег циклуса. Тај број плута по индустрији као јеванђеље. Права цифра зависи од дебљине зида, смоле и око петнаест других варијабли. Видео сам танке{7}}калупе за паковање у којима је хлађење било 80% циклуса. Једном сам водио аутомобилско кућиште дебелог пресека где је било ближе 45%. Поента је да вам генерички проценти не помажу много. Оно што помаже је разумевање тока топлоте у вашем одређеном делу.
Прецизни алат захтева прецизно управљање топлотом.
Бушилица-и-стварност
Конвенционално хлађење је бушење{0}}и-утикач. Узмите свој блок калупа, ставите га на млин или бушилицу и направите равне рупе. Повежите их унакрсним бушилицама или спољним цревима. Зачепите крајеве који вам нису потребни. Овај метод ради. Радило је од када је мој отац био у овом послу. Алат је јефтин, свака радња то може да уради, а када се нешто запуши, можете га избацити.
Проблем се појављује када се геометрија закомпликује. Радио сам прошле године-кућиште за потрошачку електронику, пуно кривина, номинални зид 1,2 мм са избочинама до 0,8 мм. Индустријски дизајнер није био заинтересован за оно што бих заправо могао да охладим. Страна језгра је имала можда 6 мм челика иза шупљине у три различите зоне. Не можете тамо ставити канал од 10 мм. Не можете ни тамо ставити канал од 6 мм, не са сигурносном маргином.
Оно што смо на крају урадили је комбиновани приступ. Мехурићи у дубоким језграма, преграде где смо имали довољно меса, и један конформни уметак на најгорем жаришту. Конформни комад је додао 11.000 долара на цену алата. Купац у почетку није хтео да плати. Затим смо им показали временску разлику циклуса
-14 секунди са конформним према 22 без. Платили су.
Конформно хлађење{0}}Када има смисла
Метална 3Д штампа променила је овај посао. Пре десет година конформно хлађење је било куриозитет, нешто што бисте видели на сајму и помислили „то је уредно“. Сада сваки велики произвођач калупа за бризгање то нуди или би требао. Технологија је сазрела. Цене су пале. Времена испоруке су постала разумна.
Материјали раде. Провео сам МС1 маргинг челичне уметке преко 400.000 снимака без проблема. Х13 отисци постају све бољи, али металургија праха још увек није ту за апликације са великим{6}}истрошењима по мом искуству. За језгра и уметке шупљина који не виде директан удар у капију, штампани челик се добро држи.
Ево где људи погрешно схватају: мисле да конформно значи да можете охладити било шта. Не можеш. Канали и даље требају проток. Видим да дизајни долазе на мој сто са овим прелепим органским каналима за хлађење који изгледају као крвни судови. Веома лепо у ЦАД. Немогуће је проћи кроз турбулентни ток. Пад притиска вас убија или проток иде ламинарно и ваши резервоари за пренос топлоте.
Правило које користим: држите попречни пресек-канала изнад еквивалентног пречника од 5 мм, немојте прекорачити однос ширина/висина 4:1 на било ком не-кружном делу и ограничите укупну дужину кола на оно што ваш ТЦУ заправо може да притисне. Већина јединица за контролу температуре у радњи достиже максимум од 4-5 бара. Ваше конформно коло плус разводник плус црева морају да раде у оквиру тога.
Преграде и мехурићи и даље имају своје место
Пре него што позовете свог добављача решења за хлађење за бризгање у вези са штампаним уметком од 15.000 долара, размотрите опције старе школе. Преграде коштају можда 30 долара свака. Бубблерс, 40-50 долара. Топлотне цеви коштају 150-400 долара у зависности од дужине и пречника.
Преграде одлично раде у правоугаоним језграма. Плоснато сечиво дели избушену рупу на доводну и повратну. Вода иде низ једну страну, око дна, назад на другу. Губите неки капацитет протока-израчунајте 60-65% онога што би вам дао отворени канал. За већину апликација то је довољно.
Цоммон Фаилуре Моде
Режим квара који најчешће видим код преграда: момци буше превише дубоко, преграда се спушта, проток је ограничен на врху. Оставите 3-4 мм размака на дну. Више ако је квалитет ваше воде упитан и очекујете накупљање каменца.
Бублери су бољи за округла језгра. Распоред цеви -у- даје вам већу површину од преграде у рупи истог пречника. Недостатак је што су осетљивији на толеранцију димензија. Прстенасти размак између унутрашње цеви и спољашњег отвора контролише ваш повратни ток. Превише затегнуто и изгладњивали сте коло. Превише је лабав и сва ваша вода кратко-пролази кроз отвор, а да не дође до врха.
Материјални избори о којима нико не говори
Свака брошура о услугама израде прецизних калупа помиње конформно хлађење. Мало се говори о избору материјала за перформансе хлађења.
БеЦу уметци постоје одувек. Топлотна проводљивост око 105 В/м·К наспрам 29 за Х13. То је велики број. На врућој тачки где физички не можете добити воду довољно близу, уметак од легуре бакра може спасити посао. Користио сам их иза танких ребара, у телима подизача, у малим језгрима где бубблер не може да стане.
Квака је хабање. БеЦу ради можда 35-38 ХРЦ након термичке обраде. Нећете ући директно на њега. Нећете га превлачити најлоном пуњеним стаклом током милион циклуса. Али на заштићеним локацијама где само треба да повучете топлоту, то функционише.
Алуминијумски алати су потцењени за праву примену. Медицински купац ми је дошао желећи прототип калупа, очекиване количине око 50.000 комада годишње, три-годишњи век трајања производа. Понуде које су имали за П20 алате су биле лудо-дуго време испоруке, висока цена и били би застарели пре него што се истроше. Језгра и шупљине смо урадили у КЦ-10 алуминијуму за око 40% цене челика. Времена циклуса су долазила за 12 секунди у односу на 18-20 колико смо проценили за челик. Три године касније ти алати и даље раде. Мало хабање на линији раздвајања, ништа што утиче на квалитет делова.
Контрола температуре постаје компликована
Једноставни калупи покрећу један круг хлађења на половину. Залијте, залијте, готово. Специјални калупи-и већину онога што се налази на мом столу ових дана ставио бих у ту категорију-за које је потребно више зона.
Консултант за инжињеринг калупа за убризгавање са којим радим има изреку: свака врућа тачка треба свој одговор. Понекад је тај одговор више проток. Понекад је хладнија вода. Понекад је то материјална промена. Понекад прихвата дужи циклус и иде даље. Поента је да се калуп не може третирати као једна униформна термичка маса.
Каскадна контрола помаже. Ваш ТЦУ прати температуру калупа преко термоелемента и подешава проток или положај вентила за мешање како би одржао задату тачку. Добро функционише за стабилно-стање. Не помаже много код пролазног-тог налета топлоте када пластика од 300 степени удари у шупљину, затим постепено хлађење-, па још један удар. Термичка маса челика обавља већину посла и изглађује то.
Вариотермална је стварна, али скупа. Висока температура површине калупа пре пуњења, а затим брзо спуштање ради хлађења. Видео сам како елиминише линије заваривања на деловима високог{2}}сјаја. Такође сам видео да додаје 80.000 долара програму алата и шест месеци времена за развој. За праву примену-Унутрашњост аутомобила класе А, медицински уређај без-козметичких захтева за дефекте-могао би да се изгуби. За већину послова није.
Шта је заправо важно
После свих ових година, ево шта кажем млађим инжењерима: прво исправите основе. Држите своје водене линије унутар 2Д површине где можете. Покрените довољан проток да останете турбулентни. Не дозволите да кола трају толико дуго да вас пораст температуре убије - 10 степени делта мак од улаза до излаза је добра мета. Уравнотежите своја кола тако да сви виде слична ограничења.
Урадите те ствари и решићете 80% проблема са хлађењем. Осталих 20% је место где се дешава занимљив посао. Ту ће вам можда требати конформни, или бакарни, или вариотермални, или нека комбинација коју нико раније није пробао.
Алати постоје. Добављачи постоје. Знање постоји. Оно што чини разлику је да одвојите време да размислите о протоку топлоте у вашем специфичном делу, вашем специфичном калупу, вашем специфичном процесу. Ниједна симулација то не замењује. Ниједно правило не покрива сваки случај. Морате обавити посао.
Двадесет-три године у овом занату и још увек учим. То је или најбољи или најгори део, у зависности од дана.