Isitish plitalari standart boʻlmagan-shakllar va kesmalar uchun qanday moʻljallangan?

Standart to'rtburchaklar isitish plitalari barcha ilovalarga mos kelmaydi. Teshiklari, tirqishlari yoki pog'onali sirtlari bo'lgan tartibsiz shakldagi plitalar odatda tibbiy asbob-uskunalar, yarimo'tkazgichli gofretlar va maxsus qadoqlash uskunalari uchun talab qilinadi. Ushbu murakkab geometriyalar maxsus dizayn va ishlab chiqarish texnikasi yordamida amalga oshiriladi. Cheklangan yoki tartibsiz shakldagi yig'ilishlarga moslashish va tegishli termal profilni joylashtirish uchun maxsus shakldagi isitish plitasi dizayni kerak. Ushbu maqolada biz nostandart isitish plitalarining-muhandislik jarayoni, isitish elementini tanlash va issiqlik bir xilligi masalalarini ko'rib chiqamiz.

Maxsus dizayn jarayoni: SAPRdan tayyor plastinkaga
Har bir buyurtma isitgich plitasi kerakli shakldagi uch o'lchamdagi SAPR (kompyuter{0}}yordamli dizayn) modelidan boshlanadi. Model(lar) barcha kesmalar, teshiklar, qarama-qarshi teshiklar, pog'onali sirtlar va o'rnatish xususiyatlarini o'z ichiga oladi. Dizayn jarayoni odatda quyidagi bosqichlarda davom etadi:

Geometriya ta'rifi - Plitaning konturi birlashtiruvchi uskunaga (masalan, gofretli shtutser, issiq press plitasi yoki muhrlangan jag') muvofiq belgilanadi.

Xususiyatlarni xaritalash - Modelda barcha to'siqlar mavjud (murvat teshiklari, sensor portlari, vakuum kanallari, hizalama pinlari).

Isitish elementining joylashuvi - Isitish elementi kerakli vatt zichligi va termal bir xillikni ta'minlash uchun xususiyatlar bo'ylab yo'naltiriladi.

Termal simulyatsiya - Cheklangan elementlar tahlili (FEA) harorat taqsimotini, issiq yoki sovuq nuqtalarni baholash uchun ishlatiladi.

Prototip va tekshirish - Prototip plitasi ish sharoitida ishlab chiqariladi va sinovdan o'tkaziladi.

Buyurtma ishlab chiqarishda SAPR modeli komponentlarni qayta ishlash va marshrutlash uchun asosiy hujjatdir. Plastinka shaklidagi o'zgarishlar darhol isitish elementining borishiga ta'sir qiladi.

Nostandart plitalarga-issiqlik manbalarini joylashtirish
Isitish elementlaridan foydalanishning uchta asosiy usuli-xususiy shakldagi plitalar ishlab chiqarish mumkin. Qaror ish harorati, kerakli vatt zichligi va plastinka qalinligi bilan belgilanadi.

1. quvurli isitgichlar (yivli plitalar)
O'rta{0}}vattdan{1}}yuqori vatt zichlikdagi ilovalar uchun (30 Vt/sm2 gacha) standart yondashuv plastinkaning orqa yoki pastki yuzasiga doimiy truba bilan ishlov berishdir. Quvur shaklidagi isitish elementi (metall{5}}qoplangan, odatda Incoloy yoki zanglamaydigan po'latdan yasalgan tashqi ko'ylagi bilan) yivga majburan kiritiladi. Plitaning egri chizig'i bo'ylab CNC frezeli truba naqshlari, kesmalarsiz.

Taroziga soling:

Quvvat quvvati yuqori

To'g'ri joylashtirilgan oluklar bilan teng issiqlik taqsimoti

O'zgartirilishi mumkin bo'lgan elementlar (qayta foydalanish mumkin bo'lgan plastinka uchun)

Mulohazalar: *

Oluklar teshiklardan yoki teshiklardan o'tolmaydi

Quvurli qism minimal egilish radiusiga ega (odatda trubaning diametri 3-5x), bu keskin ichki burchaklarni cheklaydi.

2. Bog'langan ishlangan folga isitgichlari (qoplangan yuzaga)
Yupqa plitalar uchun yoki tez haroratga javob berish kerak bo'lganda, folga isitgichi o'yilgan va plastinka yuzasiga yopishtirilgan. Folga elementi (odatda nikel-xrom yoki mis{2}}nikel qotishmasi) fotokimyoviy tarzda plastinkaning konturiga mos keladigan ma'lum bir serpantin naqshiga o'yilgan. Folga poliimid yoki silikon kauchuk qatlamlari orasiga laminatlangan va plastinkaga bosimga sezgir yopishtiruvchi-yoki mexanik qisqich bilan yopishtirilgan.

Foydasi:

Ultra yupqa profil (umumiy qalinligi 0,5-1,5 mm)

Kesishlardan qochib, murakkab dizaynlarni o'yib qo'yish mumkin

Kam issiqlik massasi=tez isitish va sovutish

Mulohazalar:

Pastroq maksimal harorat (umuman poliimid uchun 200-250 daraja)

Yuqori tebranish yoki harorat aylanishi bog'lanishning buzilishiga olib kelishi mumkin

3. Moslashuvchan silikon isitgichlar (plastinkaga yopishtirilgan)
Juda tartibsiz 3D yuzalarga ega bo'lgan plitalar yoki mavjud komponentlarni qayta jihozlash zarur bo'lsa, moslashuvchan silikon kauchuk isitgichni plastinka shakliga solib qo'yish mumkin. Isitgich shisha tolali mustahkamlangan silikon kauchuk matritsa bo'lib, unga qarshilik simi yoki o'yilgan folga kiritilgan. Keyin plastinkaga yopishtiruvchi yoki siqish orqali yopishtiriladi.

Taroziga soling:

Egri, pog'onali yoki tekis bo'lmagan sirtlarga moslashadi

Qayta ishlangan oluklar bilan solishtirganda murakkab dizaynlar uchun arzon

Ko'pgina ilovalar yaxshi kimyoviy qarshilikka ega

Fikrlar:

Pastroq maksimal harorat (odatda 230 ° C)

Pastroq quvvat zichligi (Vt/sm2<= 5, usually)

U bilan aloqada bo'lish uchun uni yanada mahkamlash kerak bo'lishi mumkin.

Standart bo'lmagan geometriyalarning termal bir xillik muammolari-
An'anaviy to'rtburchaklar plitalar oldindan taxmin qilinadigan chekka yo'qotishlarga ega. Oddiy bo'lmagan{1}} geometriyalar, xususan, ichki kesiklar, proyeksiya barmoqlari yoki gradusli qalinliklar termal bir xillik nuqtai nazaridan qiyin.

Kenar yo'qotishning ta'siri
Barcha ochiq yuzalar atrofga issiqlikni yo'qotadi. Masalan, yupqa qism yoki tor proyeksiya qalin markaz hududiga qaraganda birlik maydonga issiqlikni tezroq chiqaradi. Natijada nozik xususiyatlarda sovuq dog'lar va qalin, izolyatsiyalangan qismlarda issiq nuqtalar paydo bo'ladi. Chiqib ketish (teshiklar yoki teshiklar) o'tkazuvchan issiqlik kanalini buzadi va diafragma atrofida issiqlik oqimini amalga oshiradi. Bu kesma yonida sovuq joylarga olib kelishi mumkin.

Cheklangan elementlar tahlili (FEA) bilan optimallashtirish
Maxsus shakldagi isitish plitalarini loyihalash bosqichida FEA bilan termal simulyatsiya talab qilinadi. Simulyatsiya plastinkaning geometriyasi bo'ylab issiqlik o'tkazuvchanligi tenglamasini hal qiladi va quyidagilarni hisobga oladi:

Koʻndalang{0}}kesim va qalinlik oʻzgaruvchisi

Atrofdagi issiqlik yo'qotishlari (konveksiya va radiatsiya)

Elementni joylashtirishning mahalliylashtirilgan issiqlik kiritishi

Plastinka materialining issiqlik o'tkazuvchanligi (masalan, alyuminiy, mis yoki zanglamaydigan po'lat)

FEA modeli harorat kontur xaritasini ishlab chiqaradi. Keyinchalik, dizayner kutilayotgan sovuq yoki issiq zonalarni qoplash uchun isitish elementining vatt zichligini yoki oralig'ini o'zgartiradi. Misol uchun, elementlar oralig'i tor qismlarda yoki kesiklar yaqinida qattiqroq va qalin, yuqori izolyatsiyalangan joylarda kengroq bo'lishi mumkin.

Ba'zan, bir nechta alohida tartibga solingan isitish zonalari ishlatiladi. Ichki zona va tashqi zonaga ega bo'lgan markaziy teshikka ega bo'lgan plastinkaga ega bo'lish mumkin, ularning har biri o'z harorat sensori va boshqaruvchisiga ega. Bu buzilgan issiqlik oqimini to'g'ri qoplash imkonini beradi.

Standart bo'lmagan isitish plitalari uchun dizayn masalalari
Maxsus isitish plitalarini ishlab chiqarishda quyidagi omillarni hisobga oling:

Mulohazalar Standart yechim
Plastinka materiali Alyuminiy (yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, oson ishlov berish) yoki mis (katta o'tkazuvchanlik, og'irroq) Korroziyaga chidamli zanglamaydigan po'latdir, lekin o'tkazuvchanlik pasayganligi sababli yuqori element zichligini talab qiladi.
Maks. ish harorati alyuminiy ~ 400 daraja bilan cheklangan (ko'p qotishmalar uchun 200 darajadan yuqori yumshatish). Yuqori haroratlar uchun incoloy yoki keramik plitalar
Kesish o'lchami va joylashuvi Agar kesiklar plastinka kesmasining 30% dan ko'prog'ini- olib tashlasa, qo'shimcha isitish yoki teshik atrofida qalinroq qismlar kerak bo'ladi.
Qiyin vaziyatlarda korroziyaga chidamliligi uchun PTFE yoki floropolimer bilan qoplangan sirt qoplamasi Aşınma va elektr izolyatsiyasini yaxshilash uchun anodlangan alyuminiy plitalar
±1 daraja yoki undan yuqori ko'p{1}}mintaqa nazorati va termal bir xillik zarurati uchun FEA optimallashtirish. Yagona zonadagi maxsus truba naqshlari -qattiq toleranslarga erishishi mumkin (±5 daraja).
Yig'ish va termal kengayish Plitalar plastinka va uning atrofidagi jihozlar o'rtasida differentsial kengayish imkonini beradigan tirqishli teshiklar yoki mos keladigan o'rnatish bilan ta'minlangan.
Materialni tanlash: Nima uchun alyuminiy eng sevimli hisoblanadi
Maxsus isitish plitalari ko'pincha alyuminiydan (6061 yoki 7075 qotishma) tayyorlanadi. Sabablari:

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi (~160-200 Vt/m·K) - haroratni teng taqsimlashga yordam beradi.

Zo'r ishlov berish qobiliyati - Murakkab shakllar, teshiklar va tirqishlar CNC dastgohlarida katta aniqlik bilan ishlov berilishi mumkin.

Engil vazn - uskunaga mexanik yukni kamaytiradi.

mis yoki maxsus qotishmalarga nisbatan past narx

Tayyor alyuminiy plastinka PTFE qoplamasi yoki qattiq sozlamalar uchun kuchli anodizatsiya bilan mavjud. PTFE qoplamalari kimyoviy jihatdan 260 darajagacha chidamli va-yopishmaydigan sirtni taklif etadi. Anodlangan qoplamalar elektr izolyatsiyasi va aşınmaya bardoshli, ammo PTFE kabi kimyoviy jihatdan chidamli emas.

Copper plates are employed when remarkable homogeneity or rapid heat response is required but at a higher cost and weight (thermal conductivity ~380 W/m·K). Aluminum plates are used for general use, stainless steel plates are used for very high temperatures (>400 daraja ) yoki alyuminiy korroziyasi qabul qilinmaydigan joylar uchun.

Amaliy misol: markaziy teshikli isitish plitasi
Yarimo'tkazgichli gofret uchun issiq plastinka haqida o'ylab ko'ring. Plita dumaloq bo'lib, markaziy diametri 50 mm bo'lgan-teshik (vakuumga kirish) va to'rtta o'rnatish tirqishiga ega. Tavsiya etilgan chuck sirt harorati bir xilligi 150 daraja ± 2 daraja.

Dizayn yondashuvi:

Markaziy teshik va uyalar alyuminiy (6061) plastinkada kesiladi.

Quvurli isitgich spiral shaklida joylashganki, spiralning radiusi teshikdan tashqariga kengayib boradi. Yivlarning hech biri teshikdan o'tmaydi. Element tugaydi, keyin boshqa tomondan yana boshlanadi.

FEA simulyatsiyasi shuni ko'rsatadiki, teshik orqali o'tkazuvchanlik va mahalliy konveksiya buzilganligi sababli, teshik atrofidagi maydon tashqi chetidan 5 daraja sovuqroq.

Kompensatsiya qilish uchun elementning vatt zichligi har bir metrga yuqori qarshilikka ega bo'lgan kichikroq diametrli trubkadan foydalanish yoki ichki hudud uchun ikkinchi mustaqil isitish zonasini qo'shish orqali ichki ikki spiral burilishda ko'tariladi.

Teshikning chetiga yaqin joyda termojuft, ikkinchisi esa tashqi radiusda o'rnatiladi. Ikkilik-zonasi boshqaruvchi ichki va tashqi zonalarni alohida boshqaradi.

To'ldirilgan plastinka texnologik gazlar tomonidan kimyoviy hujumning oldini olish uchun PTFE{0}}qoplangan.

Xulosa
Maxsus shakldagi{0}}isitgich plitalari odatdagi to'rtburchaklar dizaynini sig'dira olmaydigan maxsus jihozlarni aniq issiqlik bilan boshqarishi mumkin. Dizayn jarayoni barcha kesiklar va funksiyalarga ega SAPR modelidan boshlanadi.- Isitish elementlarini integratsiyalashuvi o'rnatilgan quvurli isitgichlar, o'yilgan plyonkalar yoki moslashuvchan silikon isitgichlar orqali mumkin, ularning barchasi o'z afzalliklariga ega. Standart bo'lmagan dizaynlar uchun-muhim muammolardan biri bu termal bir xillikdir va elementning joylashuvi va vatt zichligi taqsimotini yaxshilash uchun FEA simulyatsiyasidan foydalaniladi. Eng keng tarqalgan plastinka materiali alyuminiy bo'lib, u odatda korroziyaga chidamliligi uchun PTFE bilan qoplangan. Maxsus muhandislik standart mahsulotlar va noyob jarayon talablari o'rtasidagi tafovutni ko'paytiradi Yaxshi ishlab chiqilgan maxsus shakldagi isitish plitasi dizayni tibbiy asboblardan yarimo'tkazgichli shtutserlargacha murakkab geometriyalarga ishonchli, bir hil issiqlik beradi.