מחליפי חום פלטות קיימים ביישומים תעשייתיים רבים ומשתמשים בעיקר בלוחות מתכת להעברת חום בין שני נוזלים.
השימוש בהם גדל במהירות משום שהם עולים על מחליפי חום מסורתיים (בדרך כלל צינור מפותל המכיל נוזל אחד שעובר דרך תא המכיל נוזל אחר) משום שהנוזל המקורר נמצא במגע עם שטח פנים גדול יותר, מה שמייעל את העברת החום ומגדיל מאוד את קצב שינוי הטמפרטורה.
במקום סלילים העוברים דרך התאים, במחליף חום פלטות, ישנם שני תאים מתחלפים, בדרך כלל בעלי עומק דק, המופרדים על ידי לוחות מתכת גליים במשטחים הגדולים ביותר שלהם. התא דק, שכן זה מבטיח שרוב נפח הנוזל יהיה במגע עם הפלטה, מה שמסייע לחילופי חום.
לוחות חילופי חום כאלה יוצרו באופן מסורתי באמצעות הטבעה או עיבוד שבבי קונבנציונלי כגון משיכה עמוקה, אך לאחרונה איכול פוטוכימי (PCE) הוכח כטכניקת הייצור היעילה והחסכונית ביותר הזמינה עבור יישום קפדני זה. עיבוד שבבי אלקטרוכימי (ECM) היא טכנולוגיה חלופית נוספת שיכולה לייצר חלקים מדויקים מאוד בקבוצות, אך תהליך זה דורש השקעה ראשונית גבוהה מאוד, מוגבל לחומרים מוליכים, צורך הרבה אנרגיה, תכנון וייצור כלים קשים, וחומר העבודה. קורוזיה של מכונות וכלים תמיד הייתה כאב ראש.
לעתים קרובות, שני צידי מחליף חום פלטות מכילים מאפיינים מורכבים ביותר שלעיתים מעבר ליכולות הטבעה ועיבוד שבבי, אך מושגים בקלות באמצעות PCE. בנוסף, PCE יכול לייצר מאפיינים משני צידי הפלטה בו זמנית, ובכך לחסוך זמן משמעותי, וניתן ליישם את התהליך על מגוון מתכות שונות, כולל נירוסטה, אינקונל 617, אלומיניום וטיטניום.
בשל כמה מאפיינים אינהרנטיים של התהליך, PCE מציע אלטרנטיבה אטרקטיבית להטבעה ועיבוד שבבי ביישומי יריעות מתכת. התהליך, המשתמש בפוטורזיסט ובחומר חריטה לעיבוד כימי מדויק של אזורים נבחרים, כולל תכונות חומר משומרות, חלקים ללא סדקים ומאמץ עם קווי מתאר נקיים וללא אזורים מושפעי חום. בנוסף, מדיום החריצה הנוזלי יוצר מבנה אופטימלי עבור מדיום הקירור הנוזלי המשמש בלוח. למבנים אלה אין פינות וקצוות הרגישים לקורוזיה.
בשילוב עם העובדה ש-PCE משתמש בכלים דיגיטליים או זכוכיתיים הניתנים לחזרה בקלות ובעלות נמוכה, הוא מספק אלטרנטיבה חסכונית, מדויקת ומהירה לייצור לטכניקות עיבוד שבבי מסורתיות והטבעה. משמעות הדבר היא חיסכון משמעותי בעלויות בעת ייצור כלי אב טיפוס, ובניגוד לטכניקות הטבעה ועיבוד שבבי, אין בלאי כלים ועלויות הקשורות לחיתוך מחדש של פלדה.
עיבוד שבבי והטבעה יכולים לייצר תוצאות לא מושלמות על מתכת בקו החיתוך, ולעתים קרובות לעוות את החומר המעובד ולהשאיר קוצים, אזורים מושפעי חום ושכבות יצוקות מחדש. בנוסף, הם שואפים לעמוד ברזולוציית הפרטים הנדרשת עבור חלקי מתכת קטנים, מורכבים ומדויקים יותר כגון לוחות חילופי חום.
גורם נוסף שיש לקחת בחשבון בבחירת התהליך הוא עובי החומר המיועד לעיבוד. תהליכים מסורתיים נתקלים לעיתים קרובות בקשיים כאשר הם מיושמים על עיבוד מתכת דקה, הטבעה והטבעה במקרים רבים אינם מתאימים, בעוד שחיתוך בלייזר ובמים מובילים לרמות לא פרופורציונליות ובלתי מקובלות של עיוות תרמי ופיצול חומר, בהתאמה. בעוד שניתן להשתמש ב-PCE במגוון עוביי מתכת, תכונה מרכזית היא שהוא יכול לעבוד על יריעות מתכת דקות יותר, כמו אלה המשמשות במחליפי חום פלטות, מבלי לפגוע בשטיחות, שהיא קריטית לשלמות ההרכבה.
תחום מפתח בו נעשה שימוש בלוחות הוא ביישומי תאי דלק העשויים מפלדת אל-חלד, אלומיניום, ניקל, טיטניום, נחושת ומגוון סגסוגות מיוחדות.
נמצא כי ללוחות מתכת בתאי דלק יתרונות רבים על פני חומרים אחרים. יחד עם זאת, הם חזקים מאוד, מציעים מוליכות חשמלית מצוינת לקירור טוב יותר, ניתנים לייצור דקים במיוחד באמצעות איכול, מה שמביא לערוצים קצרים יותר, ואין להם גימור פני שטח כיווני בתוך התעלה. ניתן ליצור לוחות וליצור תעלות בו זמנית, וכפי שצוין לעיל, לא נוצר מאמץ תרמי במתכת, מה שמבטיח שטוחות מוחלטת.
תהליך ה-PCE מבטיח סבולות חוזרות בכל מידות לוח המקשים, כולל עומק דרכי הנשימה וגיאומטריית סעפת, ויכול לייצר חלקים לפי מפרטי ירידת לחץ צפופים.
תעשיות אחרות המשתמשות ביריעות חרוטות כימית כוללות מנועים ליניאריים, תעשיות תעופה וחלל, פטרוכימיה ותעשיות כימיות. לאחר הייצור, הלוחות נערמים ומחוברים יחד באמצעות דיפוזיה או מולחמים ליצירת ליבת מחליף החום. מחליפי חום מוגמרים יכולים להיות קטנים עד פי שישה ממחליפי חום מסורתיים מסוג "קליפה וצינור", מה שמספק יתרונות מצוינים מבחינת מקום ומשקל.
מחליפי חום המיוצרים באמצעות PCE הם גם חזקים ויעילים מאוד, מסוגלים לעמוד בלחץ של 600 בר תוך התאמה לטווח טמפרטורות מקריוגניות ועד 900 מעלות צלזיוס. ניתן לשלב יותר משני זרמי תהליך ליחידה אחת ולעמוד בדרישות הצנרת והשסתומים באופן משמעותי. ניתן גם לשלב תגובה וערבוב בתכנון מחליף חום הפלטות, ובכך להוסיף פונקציונליות חסכונית ביחידה אחת.
הדרישות של ימינו לפיזור חום יעיל וחסכוני במקום מציבות אתגרים עצומים בפני מהנדסי פיתוח רבים. המזעור של רכיבים רבים בטכנולוגיית חשמל ומיקרו-מערכות יוצר נקודות חמות תרמיות, הדורשות פיזור חום אופטימלי כדי להבטיח חיי שירות ארוכים.
באמצעות PCE דו-ממדי ותלת-ממדי, ניתן לייצר מיקרו-תעלות עם רוחבים ועומקים מוגדרים במחליפי חום לבחירת מדיות פיזור חום בשטח הקטן ביותר. כמעט ואין הגבלה על עיצובי התעלות האפשריים.
יתר על כן, מכיוון שתהליך האיכול מעורר חדשנות עיצובית וחופש גיאומטרי, ניתן לקדם זרימה טורבולנטית בניגוד לזרימה למינרית באמצעות שימוש בקצוות ועומקים גליים של תעלות. זרימה טורבולנטית במדיום הקירור פירושה שנוזל הקירור במגע עם מקור החום משתנה כל הזמן, מה שהופך את חילופי החום ליעילים יותר. גליות ואי סדרים כאלה במיקרו-תעלות במחליפי חום מיוצרים בקלות על ידי PCE, אך אינם אפשריים או יקרים מדי לייצר באמצעות תהליכי ייצור חלופיים.
חברת PCE specialist micrometal GmbH משתמשת בכלים אופטואלקטרוניים במחירים תחרותיים כדי לייצר חומרי עבודה באיכות גבוהה עם רמת דיוק חוזרת גבוהה.
ניתן לחבר (למשל, באמצעות ריתוך דיפוזיה) לוחות מיקרו-תעלות בודדים לגיאומטריות תלת-ממדיות שונות. מיקרומטאל משתמשת ברשת שותפים מנוסה המעניקה ללקוחות את האפשרות לרכוש לוחות מיקרו-תעלות בודדים או בלוקים משולבים של מחליף חום מיקרו-תעלות.
חומר בעל תכונות מתכתיות המורכב משני יסודות כימיים או יותר, שלפחות אחד מהם הוא מתכת.
להפחית את עליות טמפרטורת הנוזל בממשק הכלי/חומר העבודה במהלך עיבוד שבבי. בדרך כלל בצורה נוזלית, כגון תערובות מסיסות או כימיות (חצי סינתטיות, סינתטיות), אך יכולות להיות גם אוויר בלחץ או גזים אחרים. בשל יכולתם לספוג כמויות גדולות של חום, מים נמצאים בשימוש נרחב כנוזל קירור ונשא עבור תרכובות חיתוך שונות, והיחס בין מים לתרכובת משתנה בהתאם למשימת העיבוד השבבי. ראה נוזל חיתוך; נוזל חיתוך חצי סינתטי; נוזל חיתוך שמן מסיס; נוזל חיתוך סינתטי.
1. פיזור של רכיב בגז, נוזל או מוצק, הנוטה להפוך את ההרכב לאחיד בכל החלקים. 2. אטום או מולקולה נעים באופן ספונטני למיקום חדש בתוך החומר.
פעולה שבה זרם חשמלי זורם בין חומר עבודה לכלי מוליך דרך אלקטרוליט. יוזמת תגובה כימית הממיסה מתכת מחומר העבודה בקצב מבוקר. שלא כמו שיטות חיתוך קונבנציונליות, קשיות חומר העבודה אינה גורם, מה שהופך את ECM מתאים לחומרים שקשה לעבד. בצורה של השחזה אלקטרוכימית, השחזה אלקטרוכימית וחריטה אלקטרוכימית.
מבחינה פונקציונלית, בדומה למנוע סיבובי במכונה, ניתן לחשוב על מנוע ליניארי כמנוע סיבובי סטנדרטי בעל מגנט קבוע, הנחתך במרכז בצורה צירית, לאחר מכן מפורק ומונח שטוח. היתרון העיקרי של שימוש במנועים ליניאריים להנעת תנועת צירים הוא שהוא מבטל את חוסר היעילות וההבדלים המכניים הנגרמים על ידי מערכות הרכבת בורג הכדור המשמשות ברוב מכונות ה-CNC.
רכיבים בעלי מרווחים רחבים יותר במרקם פני השטח. כלול את כל אי-הסדרים המרווחים רחבים יותר מהגדרת החיתוך של המכשיר. ראה זרימה; שכיבה; חספוס.
ד"ר מייקל ג'יי היקס הוא מנהל המרכז למחקר עסקי וכלכלי ופרופסור מצטיין לכלכלה ע"ש ג'ורג' ופרנסיס בול בבית הספר לעסקים מילר של אוניברסיטת בול סטייט. היקס קיבל את הדוקטורט שלו ואת התואר השני בכלכלה מאוניברסיטת טנסי ואת התואר הראשון בכלכלה ממכון הצבאי של וירג'יניה. הוא חיבר שני ספרים ויותר מ-60 פרסומים אקדמיים המתמקדים במדיניות ציבורית מדינתית ומקומית, כולל מדיניות מס והוצאות והשפעת וולמארט על הכלכלות המקומיות.