مقاومت حرارتی یک فیلم رهاسازی PTFE چگونه بر انتقال حرارت صفحه-به-قطع تأثیر میگذارد؟
پیام بگذارید
هنگامی که یک قطعه در یک پرس قالبگیری کامپوزیت یا لاستیکی قالبگیری میشود، معمولاً یک ورقه نازک از فیلم آزادکننده PTFE بین صفحه گرم شده و قطعه قرار میگیرد تا از چسبیدن آن جلوگیری کند و قالبگیری را تسهیل کند. فیلم یک کار مکانیکی لازم را انجام می دهد، اما یک اثر حرارتی جزئی نیز دارد. گرما همچنان بر روی رابط منتقل می شود و به عنوان یک دروازه بان حرارتی عمل می کند، البته با سرعت کاهش یافته به دلیل مقاومت حرارتی محدود لایه PTFE. اگر جبران نشود، این تاخیر منجر به شکستگی قطعات، ویژگی های مکانیکی بدتر و خروجی های فرآیند ناهموار می شود.
این لایه پلیمری نازک در کاربردهای صفحه مقاومت حرارتی فیلم رهاسازی PTFE یک جزء قابل پیش بینی اما حیاتی در مدل سازی انتقال حرارت و طراحی چرخه پخت است.
اثر حرارتی فیلمهای PTFE برای سیستمهای پرس گرم
به عنوان یک رابط انتشار خدمت کنید
فیلم های انتشار PTFE معمولاً در موارد زیر استفاده می شوند:
پرس های کیورینگ لاستیکی
یکپارچه سازی لمینت های کامپوزیتی
روش های قالب گیری برای ترموست
سیستم کیسه خلاء
فرآیندهای اتصال چسب:
اینها در درجه اول برای ایجاد یک مانع نچسب بین ابزار و مواد در حال پردازش استفاده می شوند. اما همان کیفیت های شیمیایی و سطحی که چسبندگی را متوقف می کند بر هدایت حرارتی نیز تأثیر می گذارد.
رسانایی حرارتی کم تفلون
PTFE رسانایی حرارتی نسبتاً کمی دارد در حدود:
~0.25 وات بر متر کلوین
این به طور محکم آن را در کلاس عایق های حرارتی قرار می دهد تا فلزات مورد استفاده در ساخت صفحات. این ویژگی منجر به اختلاف دمای قابل تشخیص در سراسر فیلم حتی در ضخامت های بسیار کم می شود.
اثرات مقاومت لایه نازک-توسعه مقاومت حرارتی در سراسر فیلم
حتی ضخامت فیلم از.
0.05-0.1 میلی متر.
یک لایه مقاومت حرارتی مشخص بین قطعه و سطح صفحه را فراهم می کند.
انتقال حرارت از طریق فیلم رفتار رسانایی دارد به عنوان مثال:
کاهش دما باعث افزایش جریان گرما می شود
پوشش های ضخیم تر مقاومت بیشتری دارند
ضربه با دمای بالاتر صفحه افزایش می یابد
این منجر به یک اختلاف دمای کوچک اما ثابت بین سطح صفحه و سطح مشترک قسمت می شود.
اثر توزیع دما
در روشهای قالبگیری با شار حرارتی بالا، افت دما در سرتاسر لایه ممکن است چندین درجه سانتیگراد باشد. این ممکن است کمی به نظر برسد، اما در سیستمهای پخت با تنظیم دقیق اهمیت مییابد زیرا سینتیک واکنش به دما حساس است.
یک پوشش لغزنده و غیرقابل شناسایی یک گلوگاه حرارتی ملایم است و یک دستور العمل هوشمندانه به آن زمان لازم برای عبور گرما را می دهد.
نیازهای جبران فرآیند
تنظیم نقطه تنظیم صفحه
اگر کنترل دمای صفحه بدون فیلم کالیبره شود، دمای واقعی اجزا ممکن است کمتر از حد مطلوب باشد. معمولاً جبران خسارت توسط:
نقطه تنظیم صفحه را کمی افزایش داد
زمان خیساندن یا ماندن طولانی مدت
کنترل نرخ رمپ (تغییر شده)
این تغییرات اطمینان حاصل می کند که انرژی حرارتی کافی در سراسر مانع فیلم برای رسیدن به درمان کامل تامین می شود.
حساسیت چرخه درمان
واکنش های درمان گرماسخت به ویژه به تغییرات دما حساس هستند. حتی کاهش جزئی در دمای اجزا می تواند باعث شود:
پیوند متقابل ناقص-
مقاومت مکانیکی کمتر
زمان چرخه طولانی تر
تنوع بین تعداد زیادی تولید
بنابراین مدلسازی حرارتی دقیق باید مقاومت فیلم را به عنوان بخشی از کل سیستم انتقال حرارت در خود جای دهد.
تأثیر وضعیت و موقعیت فیلم
تک لایه یا چند لایه
تغییر در پیکربندی فیلم به شدت بر رفتار حرارتی تأثیر می گذارد:
فیلم تک لایه: مقاومت ثابت و قابل پیش بینی
دو لایه یا فیلم تا شده: اثر عایق بیشتر
تنوع حرارتی موضعی: فیلم با چین و چروک
مقاومت حرارتی بیشتر فضاهای هوایی بین لایه ها
یک لایه PTFE دوتایی یا تا شده ممکن است یک محفظه عایق موضعی ایجاد کند که منجر به گرم شدن ناهموار سطح قطعه می شود.
اهمیت تماس یکنواخت
فشار ثابت و قرار دادن صاف می تواند به کاهش:
به دام انداختن هوا
ضخامت موضعی تغییر می کند
عدم یکنواختی دما
مناطق گرم و سرد
برنامه غیریکنواخت فیلم ممکن است به نمایه های درمان ناهموار منجر شود.
کمی سازی اثر حرارتی
وابستگی به شار حرارتی
اختلاف دما در ورق PTFE با معادله هدایت گرما فوریه تعیین می شود و متناسب با:
ضخامت فیلم
هدایت حرارتی PTFE
جریان گرما از طریق رابط
اختلاف دما در شرایط شار حرارتی بالاتر بیشتر است و اصلاح به ویژه برای فرآیندهای-درمان سریع یا دمای بالا{1}} ضروری است.
رفتار قابل پیش بینی و مدل سازی
بر خلاف تغییرات فرآیند تصادفی، مقاومت حرارتی فیلم رهاسازی PTFE زمانی که ضخامت و شرایط مواد تنظیم میشود، پایدار و قابل تکرار است. این امر آن را برای گنجاندن در موارد زیر مناسب می کند:
شبیه سازی فرآیند مدل سازی
توسعه چرخه پخت
منحنی های کالیبراسیون حرارتی
پیامدها برای فرآیندهای صنعتی
ساخت کامپوزیت
پخت کامپوزیت هوافضا و خودرو برای اطمینان از عملکرد رزین نیاز به کنترل دقیق دما دارد. مقاومت فیلم PTFE باید شامل موارد زیر باشد:
برنامه ریزی چرخه اتوکلاو
زمان بندی لمینیت پرس
مدل های حرارتی برای کیسه های خلاء
پخت الاستومرهای لاستیکی
در کاربردهای قالبگیری لاستیکی، حتی تغییرات دما متوسط میتواند بر:
نرخ ولکانیزاسیون
تراکم پیوندهای عرضی
پایان دادن به انعطاف پذیری
رفتار مجموعه فشرده سازی
با جبران مناسب، یکنواختی کیفیت محصول حفظ می شود.
حالت های خرابی نادیده گرفتن حرارتی
زیر قطعات پخته شده
پیامدهای جبران کمتر-مقاومت فیلم میتواند شامل موارد زیر باشد:
بهبودی نرم یا جزئی
یکپارچگی ساختاری به خطر افتاده است
خرابی در سرویس قبل از زمان مورد انتظار
تغییر دمای محلی
همچنین می تواند باعث نقص شود:
نواحی فیلم چروکیده
مناطق با دو لایه همپوشانی دارند
جیب های هوا محبوس شده است
آنها باعث ناهماهنگی حرارتی می شوند که به خواص مواد منتشر می شود.
نتیجه گیری
در سیستمهای قالبگیری مبتنی بر صفحه-فیلم رهاسازی PTFE بسیار بیشتر از ارائه یک رابط غیرچسبنده است. از نظر طراحی، این یک مقاومت حرارتی است که افت دمای قابل پیش بینی اما قابل توجهی را بین صفحه و قطعه ایجاد می کند. هنگامی که این رفتار به طور مناسب در نظر گرفته شود، میتواند به طور کامل با تغییر نقطه تنظیم یا مدت زمان درمان طولانی اصلاح شود.
در سیستمهای پلیمری مقاومت حرارتی با فیلم رهاسازی PTFE، دقت فرآیند به تشخیص این بستگی دارد که یک لایه پلیمری نازک 0.05-0.1 میلیمتری رفتار انتقال حرارت را به روشی قابل تشخیص تغییر میدهد.
در نهایت، فیلم ساده انتشار PTFE نشان میدهد که حتی ضعیفترین وسایل کمکی فرآیندی نیز شخصیت حرارتی خاص خود را دارند و تولید قابل اعتماد تنها زمانی حاصل میشود که این رفتار به خوبی درک شده و در طراحی حرارتی گنجانده شود.
