A lemezes hőcserélők számos ipari alkalmazásban léteznek, és elsősorban fémlemezeket használnak a hő két folyadék közötti átvitelére.
Használatuk gyorsan növekszik, mivel felülmúlják a hagyományos hőcserélőket (általában egy tekercselt cső, amely egy folyadékot tartalmaz, és egy másik folyadékot tartalmazó kamrán halad át), mivel a hűtött folyadék nagyobb felületen érintkezik, ami optimalizálja a hőátadást és jelentősen megnöveli a hőmérsékletváltozás sebességét.
A lemezes hőcserélőben a kamrákon áthaladó tekercsek helyett két váltakozó, általában vékony mélységű kamra található, amelyeket a legnagyobb felületükön bordázott fémlemezek választanak el egymástól. A kamra vékony, mivel ez biztosítja, hogy a folyadéktérfogat nagy része érintkezzen a lemezzel, elősegítve a hőcserét.
Az ilyen hőcserélő lemezeket hagyományosan sajtolással vagy hagyományos megmunkálással, például mélyhúzással állították elő, de a közelmúltban a fotokémiai maratás (PCE) bizonyult a leghatékonyabb és legköltségkímélőbb gyártási technikának ehhez a szigorú alkalmazáshoz. Az elektrokémiai megmunkálás (ECM) egy másik alternatív technológia, amely nagyon precíz alkatrészeket képes gyártani tételekben, de ez az eljárás nagyon magas előzetes beruházást igényel, vezetőképes anyagokra korlátozódik, sok energiát fogyaszt, a szerszámok tervezése és gyártása nehéz, és a munkadarab... A szerszámgépek és szerelvények korróziója mindig is fejfájást okozott.
A lemezes hőcserélő mindkét oldala gyakran rendkívül összetett jellemzőket tartalmaz, amelyek néha meghaladják a sajtolás és a megmunkálás lehetőségeit, de a PCE segítségével könnyen elérhetők. Ezenkívül a PCE a lemez mindkét oldalán egyszerre képes jellemzőket létrehozni, ami jelentős időt takarít meg, és az eljárás számos különböző fémre alkalmazható, beleértve a rozsdamentes acélt, az Inconel 617-et, az alumíniumot és a titánt.
Az eljárás néhány inherens jellemzőjének köszönhetően a PCE vonzó alternatívát kínál a lemezmegmunkálásban a sajtoláshoz és megmunkáláshoz. A fotoreziszt és a maratóanyag felhasználásával precíz kémiai úton megmunkálják a kiválasztott területeket, így az eljárás megőrzi az anyagtulajdonságokat, sorja- és feszültségmentes alkatrészeket eredményez tiszta kontúrokkal és hőhatásövezetek nélkül. Ezenkívül a folyékony maróközeg optimális szerkezetet hoz létre a lemezben használt folyékony hűtőközeg számára. Ezeknek a szerkezeteknek nincsenek korrózióra hajlamos sarkok és élek.
Azzal a ténnyel kombinálva, hogy a PCE könnyen megismételhető és alacsony költségű digitális vagy üvegszerszámokat használ, költséghatékony, nagy pontosságú és gyors gyártási alternatívát kínál a hagyományos megmunkálási technikákkal és sajtolással szemben. Ez jelentős költségmegtakarítást jelent a prototípus szerszámok gyártásakor, és a sajtolási és megmunkálási technikákkal ellentétben nincs szerszámkopás és az acél újraforgácsolásával járó költség.
A megmunkálás és a sajtolás nem tökéletes eredményeket hozhat a fém vágási vonalán, gyakran deformálva a megmunkált anyagot, és sorjákat, hőhatásövezeteket és újraöntött rétegeket hagyva maga után. Ezenkívül arra törekszenek, hogy megfeleljenek a kisebb, összetettebb és pontosabb fém alkatrészekhez, például hőcserélő lemezekhez szükséges részletfelbontásnak.
A folyamatválasztás során figyelembe veendő másik tényező a megmunkálandó anyag vastagsága. A hagyományos eljárások gyakran nehézségekbe ütköznek vékony fémek megmunkálásakor, a sajtolás és a stancolás sok esetben alkalmatlan, míg a lézeres és vízvágás aránytalanul nagy és elfogadhatatlan mértékű hődeformációhoz, illetve anyagfragmentációhoz vezet. Bár a PCE különféle fémvastagságokban használható, kulcsfontosságú tulajdonsága, hogy vékonyabb fémlemezeken, például lemezes hőcserélőkben használt lemezeken is megmunkálható anélkül, hogy veszélyeztetné a síkfelületet, ami kritikus fontosságú az összeszerelés integritása szempontjából.
A lemezek egyik kulcsfontosságú felhasználási területe az üzemanyagcellás alkalmazások, amelyek rozsdamentes acélból, alumíniumból, nikkelből, titánból, rézből és számos speciális ötvözetből készülnek.
Az üzemanyagcellákban található fémlemezeknek számos előnyük van más anyagokkal szemben. Ugyanakkor nagyon erősek, kiváló vezetőképességet biztosítanak a jobb hűtés érdekében, maratással rendkívül vékonyra gyárthatók, ami rövidebb rétegeket eredményez, és a csatornán belül nincs irányított felületkezelésük. A lemezek és a csatornák egyszerre alakíthatók ki, és ahogy fentebb említettük, a fémben nem keletkezik hőfeszültség, így abszolút síkfelületet biztosítanak.
A PCE-eljárás megismételhető tűréshatárokat biztosít minden billentyűzetméretnél, beleértve a légút mélységét és az elosztó geometriáját is, és szigorú nyomásesési előírásoknak megfelelő alkatrészeket képes gyártani.
Más iparágak, amelyek kémiailag maratott lemezeket használnak, többek között a lineáris motorok, a repülőgépipar, a petrolkémiai és a vegyipar. A gyártás után a lemezeket egymásra rakják, és diffúziós kötéssel vagy forrasztással összeforrasztják, így létrehozva a hőcserélő magját. A kész hőcserélők akár hatszor kisebbek is lehetnek, mint a hagyományos „héj és cső” hőcserélők, ami kiváló hely- és súlyelőnyöket biztosít.
A PCE-vel gyártott hőcserélők emellett nagyon robusztusak és hatékonyak, képesek ellenállni a 600 bar nyomásnak, miközben a kriogéntől a 900 Celsius-fokig terjedő hőmérsékleti tartományhoz alkalmazkodnak. Több mint két folyamatáram kombinálása egyetlen egységbe lehetséges, és a csővezetékekre és szelepekre vonatkozó követelmények jelentősen csökkennek. A reakció és a keverés is integrálható a lemezes hőcserélő kialakításába, költséghatékonyan bővítve a funkcionalitást egyetlen egységben.
A hatékony és helytakarékos hőelvezetés iránti mai követelmények hatalmas kihívást jelentenek számos fejlesztőmérnök számára. Az elektromos és mikrorendszer-technológiában számos alkatrész miniatürizálása úgynevezett termikus forró pontokat hoz létre, amelyek optimális hőelvezetést igényelnek a hosszú élettartam biztosítása érdekében.
2D és 3D PCE segítségével meghatározott szélességű és mélységű mikrocsatornák hozhatók létre hőcserélőkben, a lehető legkisebb területen is kiválasztva a hőelvezető közeget. A lehetséges csatornakialakításoknak szinte nincsenek korlátai.
Továbbá, mivel a maratási folyamat inspirálja a tervezési innovációt és a geometriai szabadságot, a hullámos csatornaélek és -mélységek alkalmazásával elősegíthető a turbulens áramlás a lamináris áramlással szemben. A hűtőközegben a turbulens áramlás azt jelenti, hogy a hőforrással érintkező hűtőfolyadék folyamatosan változik, ami hatékonyabbá teszi a hőcserét. Az ilyen hullámosodások és egyenetlenségek a hőcserélők mikrocsatornáiban könnyen előállíthatók PCE-vel, de alternatív gyártási eljárásokkal nem lehetségesek vagy költséghatékonyak.
A PCE specialista micrometal GmbH versenyképes árú optoelektronikai szerszámokat használ kiváló minőségű munkadarabok előállításához, nagyfokú ismétlési pontossággal.
Az egyes mikrocsatornás lemezek (pl. diffúziós hegesztéssel) rögzíthetők különféle 3D geometriákhoz. A micrometal tapasztalt partnerhálózatot használ, amely lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy egyedi mikrocsatornás lemezeket vagy integrált mikrocsatornás hőcserélő blokkokat vásároljanak.
Fémes tulajdonságokkal rendelkező anyag, amely két vagy több kémiai elemből áll, amelyek közül legalább az egyik fém.
Csökkenti a folyadék hőmérséklet-emelkedését a szerszám/munkadarab határfelületén megmunkálás közben. Általában folyékony formában, például oldható vagy kémiai keverékekben (félszintetikus, szintetikus), de lehet sűrített levegő vagy más gázok is. Nagy mennyiségű hő elnyelésére való képessége miatt a vizet széles körben használják hűtőközegként és hordozóanyagként különféle vágóvegyületekhez, és a víz és a keverék aránya a megmunkálási feladattól függően változik. Lásd: vágófolyadék; félszintetikus vágófolyadék; oldható olajos vágófolyadék; szintetikus vágófolyadék.
1. Egy komponens diffúziója gázban, folyadékban vagy szilárd anyagban, ami a komponensek egyenletessé tételét eredményezi. 2. Egy atom vagy molekula spontán módon új helyre mozdul az anyagon belül.
Egy olyan művelet, amelynek során elektromos áram folyik a munkadarab és a vezetőképes szerszám között elektroliton keresztül. Kémiai reakciót indít el, amely szabályozott sebességgel oldja ki a fémet a munkadarabból. A hagyományos forgácsolási módszerekkel ellentétben a munkadarab keménysége nem tényező, így az ECM alkalmas nehezen megmunkálható anyagok megmunkálására. Elektrokémiai köszörülés, elektrokémiai honolás és elektrokémiai esztergálás formájában.
Funkcionálisan ugyanúgy, mint egy szerszámgép forgómotorja, a lineáris motor tekinthető egy szabványos állandó mágneses forgómotornak, amelyet középen axiálisan elvágnak, majd lecsupaszítanak és laposra fektetnek. A lineáris motorok tengelymozgásának meghajtására való használatának fő előnye, hogy kiküszöböli a legtöbb CNC szerszámgépben használt golyósorsós szerelvényrendszerek okozta hatékonyságtalanságokat és mechanikai különbségeket.
Szélesebb távolságra lévő komponensek a felületi textúrában. Tartalmazza az összes olyan egyenetlenséget, amelyek szélesebb távolságra vannak egymástól, mint a műszer határértéke. Lásd: Folyás; Fekvő; Érdesség.
Dr. Michael J. Hicks a Center for Business and Economic Research igazgatója, valamint a Ball State University Miller School of Business George and Francis Ball kitüntetett közgazdaságtan professzora. Hicks közgazdaságtanból doktorált és mesterdiplomát szerzett a Tennessee Egyetemen, közgazdaságtanból pedig alapdiplomát a Virginia Katonai Intézetben. Két könyv és több mint 60 tudományos publikáció szerzője, amelyek az állami és helyi közpolitikára, többek között az adó- és kiadáspolitikára, valamint a Walmart helyi gazdaságokra gyakorolt ​​hatására összpontosítanak.