Mikä on jäähdytyslinjat?
Jäähdytyslinjat erityisissä muottisovelluksissa
Olen tehnyt muottityötä nyt 18 vuotta. Vietti ensimmäisen vuosikymmenen vankeudessa sijaitsevassa liikkeessä Michiganissa ja pyöritti autoteollisuutta. Viimeiset kahdeksan vuotta konsultointia, lähinnä lääketieteen ja kulutuselektroniikan alalla. Jos jokin asia erottaa kaupat, jotka tienaavat, niistä, jotka eivät tee rahaa, se on viilentyminen. Ei niitä hienoja juttuja, joista luet ammattilehdistä. Vain perus, harkittu jäähdytyslinja-asettelu.
Useimmat ruiskupuristustyökalujen toimittajat kertovat, että jäähdytyksen osuus on 60-70 % syklistäsi. Tämä luku leijuu alalla kuin evankeliumi. Todellinen luku riippuu seinämän paksuudesta, hartsista ja noin viidestätoista muusta muuttujasta. Olen nähnyt ohutseinäisiä{7}}pakkausmuotteja, joissa jäähdytys oli 80 % kierrosta. Ajettiin kerran paksuosainen autokotelo, jossa se oli lähempänä 45 %. Pointti on, että yleiset prosenttiosuudet eivät auta sinua paljon. Mikä auttaa ymmärtämään lämmön virtausta tietyssä osassasi.
Tarkkuustyökalut edellyttävät tarkkaa lämmönhallintaa.
Drill{0}}and-Plug Reality
Perinteinen jäähdytys on pora{0}}ja-pistoke. Otat muottilohkon, asetat sen myllylle tai pistooliporaan ja teet suoria reikiä. Liitä ne poikkiporauksilla tai ulkoisilla letkuilla. Kiinnitä tarpeettomat päät. Tämä menetelmä toimii. Se on toiminut siitä asti, kun isäni oli tällä alalla. Työkalu on halpaa, mikä tahansa kauppa voi tehdä sen, ja kun jokin tukkeutuu, voit irrottaa sen.
Ongelma ilmenee, kun geometria monimutkaistaa. Työskentelin viime vuonna-kulutuselektroniikkakotelossa, paljon kaarevia, nimellisseinä 1,2 mm ja ulokkeet laskevat 0,8 mm:iin. Teollinen muotoilija ei ollut kiinnostunut siitä, mitä voisin todella viilentää. Ytimen puolella oli ehkä 6 mm terästä ontelon takana kolmella eri vyöhykkeellä. Sinne ei voi laittaa 10mm kanavaa. Sinnekään ei voi laittaa 6mm kanavaa, ei millään turvamarginaalilla.
Se, mitä päädyimme tekemään, oli yhdistelmä lähestymistapa. Bubblers syvissä ytimissä, ohjauslevyt, joissa meillä oli tarpeeksi lihaa, ja yksi mukautuva sisäosa pahimmassa kuumassa paikassa. Mukautettu kappale lisäsi 11 000 dollaria työkalun hintaan. Asiakas ei aluksi halunnut maksaa. Sitten näytimme heille syklin aikaeron
-14 sekuntia konformisella vs. 22 ilman. He maksoivat.
Muodollinen jäähdytys-kun se on järkevää
Metalli 3D-tulostus muutti tämän liiketoiminnan. Kymmenen vuotta sitten konforminen jäähdytys oli uteliaisuus, jotain, jonka näki messuilla ja ajatteli "se on siistiä". Nyt jokainen suuri räätälöity ruiskumuottien valmistaja tarjoaa sitä tai sen pitäisi. Tekniikka kypsyi. Hinnat laskivat. Toimitusajat olivat kohtuulliset.
Materiaalit toimivat. Olen käyttänyt MS1-maraging-terästerästä yli 400 000 laukausta ilman ongelmia. H13-tulosteet paranevat, mutta jauhemetallurgia ei ole kokemukseni mukaan vieläkään sopiva korkeaan-kulumiseen. Painettu teräs kestää hyvin hylsyissä ja onteloissa, jotka eivät näe suoraa portin törmäystä.
Tässä ihmiset ymmärtävät sen väärin: he ajattelevat, että mukavuus tarkoittaa, että voit viilentää mitä tahansa. Et voi. Kanavat tarvitsevat edelleen virtausta. Näen työpöydälläni kuvioita, joissa on nämä kauniit orgaaniset jäähdytyskanavat, jotka näyttävät verisuonilta. Erittäin kaunis CAD:ssa. Turbulenttia virtausta on mahdotonta saada läpi. Painehäviö tappaa sinut tai virtaus menee laminaariseksi ja lämmönsiirtosäiliösi.
Käytän sääntöä: pidä kanavasi poikki{0}}halkaisija yli 5 mm:n vastaavan halkaisijan, älä ylitä 4:1-kuvasuhdetta millään ei--pyöreällä osalla ja rajoita piirin kokonaispituus siihen, mitä TCU voi todella työntää. Useimmat myymälän lattian lämpötilan säätöyksiköt ylittävät noin 4-5 baaria. Mukautetun piirin sekä jakotukin ja letkujen on toimittava siinä.
Buffleilla ja Bubblersilla on edelleen paikkansa
Ennen kuin soitat ruiskupuristuksen jäähdytysratkaisujen toimittajallesi 15 000 dollarin painetusta lisäosasta, harkitse vanhan koulun vaihtoehtoja. Suojalevyt maksavat ehkä 30 dollaria kappale. Bubblers, 40-50 dollaria. Lämpöputket maksavat 150-400 dollaria pituudesta ja halkaisijasta riippuen.
Ohjauslevyt toimivat hyvin suorakaiteen muotoisissa ytimissä. Litteä terä jakaa poratun reiän tulo- ja paluupuolelle. Vesi valuu toiselta puolelta alas, pohjan ympärille, toiselta takaisin ylös. Menetät osan virtauskapasiteetista-60–65 % avoimen kanavan antamasta. Useimmille sovelluksille se riittää.
Yleinen vikatila
Vikatila, jonka näen useimmiten ohjauslevyissä: kaverit poraavat liian syvälle, ohjauslevy pohjaa ulos, virtaus rajoittuu kärjessä. Jätä pohjaan 3-4 mm tilaa. Enemmän, jos veden laatu on kyseenalainen ja odotat kalkkikiven kertymistä.
Bubblers ovat parempia pyöreisiin ytimiin. Putki-putkessa--järjestely antaa sinulle enemmän pinta-alaa kuin välilevy saman halkaisijan reiässä. Huono puoli on, että ne ovat herkempiä mittatoleranssille. Rengasmainen rako sisäputken ja ulkoreiän välillä ohjaa paluuvirtaustasi. Liian tiukka ja nälkäät piirin. Liian löysä ja kaikki vesi oikosulkee-raon läpi saavuttamatta kärkeä.
Materiaalivalinnat, joista kukaan ei puhu
Jokaisessa tarkkuusmuotinvalmistuspalveluesitteessä mainitaan konforminen jäähdytys. Monet eivät puhu materiaalivalinnasta jäähdytystehoa varten.
BeCu-sisäosat ovat olleet olemassa ikuisesti. Lämmönjohtavuus noin 105 W/m·K verrattuna 29 H13:een. Se on iso luku. Kuumassa paikassa, jossa et fyysisesti pääse vettä tarpeeksi lähelle, kupariseoksesta valmistettu sisäosa voi pelastaa työn. Olen käyttänyt niitä ohuiden kylkiluiden takana, nostimen rungoissa, pienissä ytimissä, joihin kuplitus ei mahdu.
Saalista on kuluminen. BeCu toimii ehkä 35-38 HRC lämpökäsittelyn jälkeen. Et mene suoraan siihen. Et aio ajaa lasilla täytettyä nylonia sen yli miljoonan syklin ajan. Mutta suojatuissa paikoissa, joissa sinun tarvitsee vain vetää lämpöä, se toimii.
Alumiinityökalut on aliarvostettu oikeaan käyttöön. Lääketieteellinen asiakas tuli luokseni ja halusi prototyyppimuotteja, odotettavissa olevan volyymin noin 50 000 kappaletta vuodessa, tuotteen käyttöiän kolme vuotta. Heidän P20-työkalujen tarjoukset olivat pähkinän-pitkä toimitusaika, korkea hinta, ja ne olisivat vanhentuneita ennen kuin ne kuluvat loppuun. Teimme ytimet ja ontelot QC-10-alumiinista noin 40 %:lla teräksen hinnasta. Jaksoajat tulivat 12 sekunnissa verrattuna teräkselle arvioimiimme 18-20 sekuntiin. Kolme vuotta myöhemmin työkalut ovat edelleen käytössä. Pientä kulumaa jakolinjassa, ei mitään mikä vaikuta osien laatuun.
Lämpötilan säätely monimutkaistaa
Yksinkertaiset muotit käyttävät yhden jäähdytyspiirin puolikkaassa. Vesi sisään, vesi ulos, valmis. Erikoismuotit-ja laittaisin suurimman osan siitä, mikä ylittää pöytäni näinä päivinä, tähän kategoriaan-tarvitsee useita vyöhykkeitä.
Työskentelen ruiskupuristusmuottien suunnittelukonsultilla, joka sanoo: jokainen kuuma paikka tarvitsee oman vastauksensa. Joskus vastaus on virtaavampi. Joskus vesi on kylmempää. Joskus se on aineellinen muutos. Joskus se hyväksyy pidemmän syklin ja jatkaa eteenpäin. Asia on siinä, että et voi käsitellä muottia yhtenä yhtenäisenä lämpömassana.
Kaskadiohjaus auttaa. TCU tarkkailee muotin lämpötilaa termoparin kautta ja säätää virtausta tai sekoitusventtiilin asentoa pitääkseen asetusarvon. Toimii hyvin vakaassa-tilassa. Ei auta paljoakaan ohimenevään-lämmönpurkaukseen, kun 300 asteen muovi osuu onteloon, sitten asteittainen jäähtyminen-ja sitten uusi purskahdus. Teräksen lämpömassa tekee suurimman osan työstä sen tasoittamiseksi.
Varioterminen on todellinen, mutta kallis. Pyöräile muotin pintalämpötila korkealla ennen täyttöä ja pudota se sitten nopeasti jäähtymistä varten. Olen nähnyt sen poistavan hitsauslinjat korkeakiiltoisista-osista. Olen myös nähnyt sen lisäävän 80 000 dollaria työkaluohjelmaan ja kuuden kuukauden kehitysaikaa. Oikeaan käyttötarkoitukseen-A-luokan autojen sisustus, lääketieteellinen laite, jolla ei ole -vikoja kosmeettisia vaatimuksia-, se saattaa olla lyijykynä. Useimmissa töissä ei.
Millä oikeastaan on väliä
Kaikkien näiden vuosien jälkeen sanon nuoremmille insinööreille näin: hanki ensin perusasiat kuntoon. Pidä vesiviivasi 2D:n sisällä pinnasta mahdollisuuksien mukaan. Käytä tarpeeksi virtausta pysyäksesi turbulenttina. Älä anna piirien venyä niin pitkäksi, että lämpötilan nousu tappaa sinut - 10 asteen delta max tuloaukosta ulostuloon on hyvä kohde. Tasapainota piirisi niin, että ne kaikki näkevät samanlaisen rajoituksen.
Tee nämä asiat ja ratkaiset 80 % jäähdytysongelmistasi. Loput 20 % on siellä, missä mielenkiintoinen työ tapahtuu. Siellä saatat tarvita konformia, kuparia tai variotermistä tai jotain yhdistelmää, jota kukaan ei ole aiemmin kokeillut.
Välineet ovat olemassa. Toimittajat ovat olemassa. Tieto on olemassa. Erona on se, että käytät aikaa miettiäksesi lämpövirtaa tietyssä osassasi, erityisessä muotissasi tai tietyssä prosessissasi. Mikään simulaatio ei korvaa sitä. Mikään nyrkkisääntö ei kata kaikkia tapauksia. Sinun on tehtävä työ.
Kaksikymmentä{0}}kolme vuotta tässä ammatissa, ja opettelen edelleen. Se on joko paras tai huonoin osa päivästä riippuen.