چگونه برای کاربردهای لمینیت{0}فشار بالا یک صفحه گرمایش مشخص کنیم؟

در ورقه‌بندی فشار بالا، چه برای تخته‌های مدار چاپی، چه پانل‌های کامپوزیتی یا ورقه‌های تزئینی، صفحه گرمایش باید بارهای فشاری فوق‌العاده‌ای را تحمل کند، در حالی که صافی دقیق و دمای یکنواخت را حفظ می‌کند. چنین خدماتی با طراحی صفحه گرمایش معمولی قابل دوام نخواهد بود. صفحه گرمایش لمینیت فشار بالا با تلورانس های صافی، ضخامت صفحه، دوام بخاری، عملیات سطح و غیره مشخص شده است.

الزامات اصلی طراحی صفحات گرمایشی-لامینیت با فشار بالا
صفحه گرمایش پرس لمینیت با تامین مقادیر مساوی گرما برای پخت یا چسباندن لایه ها و توزیع فشار لمینیت به طور مساوی در سراسر قطعه کار نقش دوگانه ای ایفا می کند. اگر هر یک از عملکردها خراب شد - محصول را رد کنید. موارد زیر مشخصات حیاتی هستند.

1. سطح و موازی بودن
یکی از مشخصات اصلی صاف بودن سطح کار صفحه گرمایش است. هر گونه بی نظمی سطحی بلافاصله در ورقه ورقه در فشار لمینیت کامل (معمولاً 100-400 psi یا 0.7-2.8 مگاپاسکال روی قطعه کار) تکرار می شود، که باعث ایجاد تغییرات ضخامت، لایه برداری یا نقص های سطحی می شود.

دستورالعمل مشخصات:

صافی نباید بیشتر از 0.001 تا 0.002 اینچ در هر فوت (0.08 تا 0.17 میلی متر بر متر) باشد که در دمای اتاق روی صفحه خالی اندازه گیری شود.

صفحه اغلب پس از ماشینکاری تنش زدایی می شود (عملیات حرارتی) برای جلوگیری از تاب برداشتن آن هنگام گرم شدن تا دمای عملیاتی (معمولاً 150-250 درجه برای بسیاری از لمینت ها).

به طور مشابه، موازی بین وجه بالا و پایین (برای یک صفحه منفرد) یا بین صفحات متضاد در یک پرس چند نور روز باید محکم باشد، معمولاً حدود 0.002 اینچ در هر فوت.

صافی در طراحی پرس لمینیت با استفاده از گیج های مستقیم و حسگر دقیق یا با دستگاه اندازه گیری مختصات (CMM) بررسی می شود. مهم است که صافی هم تحت حرارت و هم در شرایط مکانیکی حفظ شود.

2. مواد و ضخامت صفحه سختی
صفحه باید در برابر انحراف به دلیل تناژ اعمالی پرس مقاومت کند. انحراف با طول صفحه افزایش می یابد. انحراف با ضخامت مکعب متفاوت است. انتخاب مواد بر سفتی ( مدول الاستیسیته ) و هدایت حرارتی تأثیر می گذارد.

مواد معمولی:

مدول الاستیک مواد (GPa) رسانایی حرارتی (W/mK) کاربردهای رایج
فولاد (A36, 4140) 200 45 با تناژ بالا، سطح مقاوم در برابر سایش-
آلومینیوم (6061-T6) 69 167 تناژ کمتر، پاسخ حرارتی سریعتر
فولاد ضد زنگ (304، 316) 193 16 شرایط خورندگی، دمای بالا
فولاد برای اکثر لمینیت های فشار بالا استفاده می شود. فولاد بسیار سفت است و تحت تنش انحراف کمی دارد. آلومینیوم ممکن است برای پرس های کوچکتر یا برای کاربردهای فشار کمتر استفاده شود. برای ایجاد سفتی یکسان، ضخامت بسیار بیشتری لازم است.

پیدا کردن ضخامت صفحه
ضخامت مورد نیاز بر اساس دهانه بدون تکیه گاه صفحه (فاصله بین تکیه گاه های قاب پرس)، حداکثر فشار لمینیت و انحراف مجاز تخمین زده می شود. یک قانون کلی استاندارد برای صفحات فولادی این است که ضخامت در اینچ حدود 0.3 برابر دهانه بر حسب فوت است، برای بار 200 psi با محدودیت انحراف 0.002 اینچ در هر پا. انجام تحلیل المان محدود (FEA) برای طراحی دقیق.

یک صفحه گرمایش لمینیت فشار بالا معمولی از فولاد ممکن است ضخامت ۲۵ میلی‌متر (۱ اینچ) برای یک صفحه کوچک ۳۰۰ میلی‌متر در ۳۰۰ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر (۴ اینچ) یا بیشتر برای یک پرس پانل ۱.۵ میلی‌متر (۱ اینچ) داشته باشد.

3. دوام بخاری تحت بارگذاری فشاری
عناصر گرمایشی که در صفحه گنجانده شده اند باید چرخه های فشرده سازی متعددی را بدون شکست تحمل کنند. بخاری ها در مصارف عمومی دو نوع هستند.

بخاری های لوله ای طرح شیاردار:
بخاری های لوله ای غلاف فلزی (Incoloy یا فولاد ضد زنگ) به شیارهای ماشینکاری شده در پشت صفحه فشار داده می شوند. صفحه تحت فشار لمینیت و سطح مقطع صفحه تحت تنش فشاری قرار دارد. اگر شیارها خیلی کم عمق باشند یا بخاری به اندازه کافی پشتیبانی نشود، ممکن است لوله له شود یا سیم مقاومت داخلی کوتاه شود.

مشخصات بخاری های لوله ای:

عمق شیار باید با قطر لوله برابر باشد (معمولاً یک تداخل 0.1-0.2 میلی متر).

یک لایه ثابت از مواد (حداقل 3-5 میلی متر) بین پایین شیار و سطح کار باید حفظ شود. این از اکسترود شدن یا تغییر شکل لوله تحت فشار جلوگیری می کند.

در برخی موارد، لوله ها وارد شده و سپس با سیمان رسانای حرارتی پر می شوند تا فضاهای خالی از بین بروند.

بخاری های کارتریجی:
بخاری های کارتریج در سوراخ های کور حفر شده، معمولا از پشت یا لبه صفحه وارد می شوند. آنها بدنه‌های کروی و استوانه‌ای با چگالی بالای بسته‌بندی داخلی هستند. از آنجایی که کاملاً در یک سوراخ تلورانس نزدیک محصور شده اند، به طور طبیعی نسبت به بخاری های لوله ای در شیارهای باز در برابر له شدن مقاوم تر هستند.

مزایای لمینیت فشار بالا عبارتند از:

استحکام فشاری بالاتر - دیواره‌های سوراخ کاملاً کارتریج را پشتیبانی می‌کنند.

چگالی وات قابل دستیابی بالاتر (تا 50 W/cm2 در مقابل ~15 W/cm2 برای لوله‌ای).

کارتریج های جایگزین آسان تر - را می توان بدون ماشین کاری بیرون کشید.

عیب: تعداد سوراخ‌های بیشتری برای پوشاندن سطح صفحه مورد نیاز است، که در نتیجه در صورت عدم کنترل فاصله، زمان ماشین‌کاری افزایش می‌یابد و احتمال عدم یکنواختی حرارتی-می‌شود.

عناصر گرمایشی باید تحت فشار عایق الکتریکی باشند. عایق دمای بالا (اکسید منیزیم، میکا یا سرامیک) باید برای تنش های حرارتی و مکانیکی ترکیبی تایید شده باشد. تست مگر پس از نصب و قبل از اولین استفاده برای بررسی یکپارچگی عایق انجام می شود.

4. پوشش سطح و قابلیت پوشیدن
سطح کار صفحه گرمایش به طور مکرر با لمینت ها، فیلم های رهاسازی و ابزار تمیز کننده تماس می گیرد. مقاومت در برابر سایش و سطح یکنواخت مهم هستند.

انتخاب مشخصات:

روکش کروم سخت - ضخامت 0.05-0.1 میلی متر، سختی 65-70 HRC. ویژگی های مقاومت در برابر سایش و رهاسازی خوب. به طور گسترده برای تخته مدار و پرس های لمینت تزئینی استفاده می شود.

نیتریدینگ (صفحات فولادی) مورد{0}عملیات حرارتی سخت شدن با لایه سخت شده 0.2-0.5 میلی متر (55-60 HRC). بدون تغییر در ابعاد، مقاومت خوب در برابر سایش.

پوشش PTFE یا فلوئوروپلیمری - سطح نچسب و اصطکاک کمتری دارد اما در فشار بالا دوام کمتری دارد. برای لمینت نرم تر یا چرخه کم مناسب است.

فولاد ضد زنگ، جلا - برای شرایط بهداشتی یا خورنده (مانند لمینت های پزشکی یا غذایی). به صورت دوره ای نیاز به پولیش مجدد دارد.

پرداخت سطح گاهی اوقات به صورت Ra (متوسط ​​زبری) مشخص می شود. پرداخت 0.4-0.8 میکرومتر Ra برای لمینیت فشار بالا معمول است. ورقه‌های درجه نوری می‌توانند به پرداخت صاف‌تر (0.1 میکرومتر Ra) اما با هزینه بالاتر نیاز داشته باشند.

چک لیست مشخصات صفحه گرمایش لمینیت فشار بالا
هنگام دریافت قیمت یا ارسال مشخصات خرید لطفا موارد زیر را درج کنید:

مشخصات|ارزش معمولی / دستورالعمل
اندازه صفحه (L × W × T) دهانه پرس مناسب. ضخامت تخمین زده شده از دهانه و تناژ
جنس فولاد (4140، A36) یا آلومینیوم (6061)
صافی (دمای اتاق) کمتر یا مساوی 0.001-0.002 اینچ در فوت (کمتر یا مساوی 0.08-0.17 میلی متر بر متر)
موازی (بالا/پایین) کمتر یا مساوی 0.002 اینچ در فوت (0.17 میلی متر بر متر)
پرداخت سطح (Ra) 0.4-0.8 میکرومتر (0.4 برای لایه های نوری مهم)
عملیات سطح: آبکاری کروم سخت (0.05-0.1 میلی متر) یا نیتریدینگ
حداکثر دمای عملیاتی 200-250 درجه سانتیگراد برای لمینت های معمولی. برای کامپوزیت های تخصصی بالاتر است
نوع بخاری های منبع گرما کارتریج (ترجیحا) یا بخاری های لوله ای در شکاف های پشتیبانی کامل
چگالی وات کمتر یا مساوی 15 وات بر سانتی‌متر مربع برای لوله‌ای. کمتر یا مساوی 35 وات بر سانتی متر مربع برای کارتریج (فاصله یکنواخت)
یکنواختی دمای صفحه 2± درجه یا بیشتر در نقطه تنظیم
مناطق گرمایش، تعداد مناطق چندگانه توصیه شده برای صفحات > 600 میلی متر در هر بعد
محل ترموکوپل تعبیه شده در صفحه، بدون تماس با بخاری ها معمولاً 2 تا 6 ناحیه
Electrical isolation Megger test >10 مگا اهم در 500 ولت DC پس از مونتاژ
حداکثر تناژ تولید کننده پرس پرس ارائه شده؛ صفحه باید دارای گواهی FEA برای آن بار باشد
ملاحظات بیشتر برای مطبوعات چند-روز
در یک پرس لمینیت چند-روز (چند صفحات گرمایشی که بین آنها شکاف قرار گرفته اند)، هر صفحه از هر دو طرف تحت فشار قرار می گیرد. صفحه باید از نظر ساختار متقارن، با صافی و سطح یکسان در هر دو وجه کار باشد. عناصر گرمایش معمولاً در یک صفحه خنثی مرکزی قرار می گیرند تا از انبساط حرارتی تفاضلی که می تواند صفحه را منحرف کند، جلوگیری شود. بخاری های کارتریجی که از لبه ها نصب می شوند ترجیح داده می شوند زیرا می توانند در ضخامت صفحه متمرکز شوند.

فشار{0}یکنواختی حرارتی القایی
فشار لمینیت می تواند بر انتقال حرارت تأثیر بگذارد. مواد فشرده اغلب رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به پشته های شل دارند. طراحی صفحه باید برای هر نوع هیت سینک (به عنوان مثال، میله های اتصال قاب یا خطوط خنک کننده) در نظر گرفته شود. شبیه سازی FEA که شامل بارهای حرارتی و مکانیکی است توصیه می شود. شبیه سازی موارد زیر را بررسی می کند:

انحراف تحت تناژ کامل

توزیع دما با طرح بخاری پیشنهادی

غلظت تنش در اطراف سوراخ ها یا شیارهای بخاری

نتیجه گیری
ورقه ورقه‌ای با فشار بالا به یک صفحه گرمایش قوی و دقیق- نیاز دارد. تحمل صافی 0.001-0.002 اینچ در هر پا، توزیع فشار و ثبات محصول را تضمین می کند. صفحات فولادی ضخیم در برابر انحراف مقاومت می کنند و ضخامت آنها از دهانه پرس و تناژ محاسبه می شود. بخاری‌های کارتریجی در مقایسه با بخاری‌های لوله‌ای، دوام بالاتری را تحت بار فشاری ارائه می‌کنند، زیرا به طور کامل در سوراخ‌های حفر شده محصور می‌شوند. درمان های سطحی مانند آبکاری کروم سخت یا نیتریدینگ عمر صفحه را افزایش داده و رهاسازی ورقه را بهبود می بخشد. چک لیست مشخصات دقیق، فرآیند تدارکات را راهنمایی می کند. مهندسی خاص برنامه{10}}تولید قابل اعتماد را تضمین می‌کند. با پیروی از این دستورالعمل‌ها، یک صفحه گرمایش لمینیت با فشار بالا می‌تواند سال‌ها خدمات را در کاربردهای مطبوعاتی سخت، از تخته‌های مدار چاپی گرفته تا کامپوزیت‌های هوافضا ارائه دهد.