Plokšteliniai šilumokaičiai egzistuoja daugelyje pramoninių sričių ir daugiausia naudoja metalines plokštes šilumai perduoti tarp dviejų skysčių.
Jų naudojimas sparčiai auga, nes jie pranoksta tradicinius šilumokaičius (dažniausiai spiralinį vamzdelį, kuriame yra vienas skystis, praeinantį per kamerą su kitu skysčiu), nes aušinamas skystis liečiasi su didesniu paviršiaus plotu, o tai optimizuoja šilumos perdavimą ir labai padidina temperatūros pokyčio greitį.
Plokšteliniame šilumokaityje vietoj ritinių, einančių per kameras, yra dvi pakaitomis einančios kameros, paprastai plono gylio, atskirtos gofruotomis metalinėmis plokštėmis jų didžiausiuose paviršiuose. Kamera yra plona, ​​nes tai užtikrina, kad didžioji dalis skysčio tūrio liestųsi su plokšte, o tai padeda šilumos mainams.
Tokios šilumos mainų plokštės tradiciškai buvo gaminamos naudojant štampavimą arba įprastą apdirbimą, pavyzdžiui, giluminį tempimą, tačiau pastaruoju metu fotocheminis ėsdinimas (PCE) pasirodė esąs efektyviausias ir ekonomiškiausias gamybos būdas, skirtas šiam griežtam pritaikymui. Elektrocheminis apdirbimas (ECM) yra dar viena alternatyvi technologija, leidžianti gaminti labai tikslias detales partijomis, tačiau šiam procesui reikia labai didelių pradinių investicijų, jis apsiriboja laidžiomis medžiagomis, sunaudoja daug energijos, įrankių projektavimas ir gamyba yra sudėtinga, o ruošinys... Staklių ir įtaisų korozija visada buvo galvos skausmas.
Dažnai abiejose plokštelinio šilumokaičio pusėse yra itin sudėtingų elementų, kurie kartais viršija štampavimo ir mechaninio apdirbimo galimybes, tačiau juos lengva pasiekti naudojant PCE. Be to, PCE gali generuoti elementus abiejose plokštės pusėse vienu metu, sutaupant daug laiko, o procesas gali būti taikomas įvairiems metalams, įskaitant nerūdijantį plieną, Inconel 617, aliuminį ir titaną.
Dėl kai kurių būdingų proceso savybių, PCE siūlo patrauklią alternatyvą štampavimui ir apdirbimui lakštinio metalo srityje. Naudojant fotorezistą ir ėsdinimo medžiagą tiksliai chemiškai apdorojant pasirinktas vietas, procesas pasižymi išsaugotomis medžiagos savybėmis, detalėmis be įtempių ir atplaišų, su švariais kontūrais ir be karščio paveiktų zonų. Be to, skysta ėsdinimo terpė sukuria optimalią struktūrą skystai aušinimo terpei, naudojamai plokštėje. Šios struktūros neturi korozijai jautrių kampų ir briaunų.
Kartu su tuo, kad PCE naudoja lengvai pakartojamus ir nebrangius skaitmeninius arba stiklinius įrankius, tai suteikia ekonomišką, didelio tikslumo ir greitą gamybos alternatyvą tradiciniams apdirbimo metodams ir štampavimui. Tai reiškia didelį išlaidų taupymą gaminant prototipinius įrankius, ir, skirtingai nei štampavimo ir apdirbimo metodai, nėra įrankių susidėvėjimo ir išlaidų, susijusių su plieno perpjovimu.
Mechaninis apdirbimas ir štampavimas gali duoti ne visai tobulus rezultatus metalo pjovimo linijoje, dažnai deformuodami apdirbamą medžiagą ir palikdami šerpetojančias įdubimus, karščio paveiktas zonas ir perlietus sluoksnius. Be to, jie stengiasi pasiekti detalių skiriamąją gebą, reikalingą mažesnėms, sudėtingesnėms ir tikslesnėms metalinėms detalėms, tokioms kaip šilumos mainų plokštės.
Kitas veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti renkantis procesą, yra apdirbamos medžiagos storis. Tradiciniai procesai dažnai susiduria su sunkumais, kai taikomi ploniems metalams apdirbti, štampavimas ir presavimas daugeliu atvejų netinka, o lazerinis ir vandens pjovimas atitinkamai sukelia neproporcingą ir nepriimtiną terminės deformacijos ir medžiagos suskaidymo lygį. Nors PCE gali būti naudojamas įvairaus storio metalams, pagrindinė jo savybė yra ta, kad jis gali dirbti su plonesniais metalo lakštais, tokiais kaip tie, kurie naudojami plokšteliniuose šilumokaičiuose, nepakenkiant plokštumai, kuri yra labai svarbi surinkimo vientisumui.
Pagrindinė sritis, kurioje naudojamos plokštės, yra kuro elementų taikymas, pagamintas iš nerūdijančio plieno, aliuminio, nikelio, titano, vario ir įvairių specialiųjų lydinių.
Nustatyta, kad kuro elementų metalinės plokštės turi daug pranašumų, palyginti su kitomis medžiagomis. Tuo pačiu metu jos yra labai tvirtos, pasižymi puikiu laidumu geresniam aušinimui, gali būti pagamintos itin plonos naudojant ėsdinimą, todėl gaunami trumpesni sluoksniai, ir kanale nėra kryptingo paviršiaus apdailos. Plokštelės ir kanalai gali būti formuojami vienu metu, ir, kaip minėta aukščiau, metale nesusidaro terminis įtempis, todėl užtikrinamas absoliutus lygumas.
PCE procesas užtikrina pakartojamus visų klaviatūros matmenų, įskaitant kvėpavimo takų gylį ir kolektoriaus geometriją, tolerancijas ir gali pagaminti dalis pagal griežtus slėgio kritimo reikalavimus.
Kitos pramonės šakos, kuriose naudojami chemiškai ėsdinti lakštai, yra linijiniai varikliai, aviacijos ir kosmoso, naftos chemijos ir chemijos pramonės šakos. Po gamybos plokštės sukraunamos ir difuziniu būdu sujungiamos arba lituojamos, kad būtų suformuotas šilumokaičio šerdis. Pagaminti šilumokaičiai gali būti iki šešių kartų mažesni nei tradiciniai „apvalkalo ir vamzdelio“ šilumokaičiai, todėl jie pasižymi puikiais erdvės ir svorio pranašumais.
Šilumokaičiai, pagaminti naudojant PCE, taip pat yra labai tvirti ir efektyvūs, gali atlaikyti 600 barų slėgį ir prisitaikyti prie temperatūros diapazono nuo kriogeninės iki 900 laipsnių Celsijaus. Galima sujungti daugiau nei du proceso srautus į vieną įrenginį ir gerokai sumažinti vamzdynų bei vožtuvų reikalavimus. Reakciją ir maišymą taip pat galima integruoti į plokštelinio šilumokaičio konstrukciją, ekonomiškai efektyviai pridedant funkcionalumo viename įrenginyje.
Šiandieniniai efektyvaus ir erdvę taupančio šilumos išsklaidymo reikalavimai daugeliui inžinierių-konstruktorių kelia milžiniškų iššūkių. Daugelio elektros ir mikrosistemų technologijų komponentų miniatiūrizavimas sukuria vadinamuosius terminius karštuosius taškus, kuriems reikalingas optimalus šilumos išsklaidymas, kad būtų užtikrintas ilgas tarnavimo laikas.
Naudojant 2D ir 3D PCE, šilumokaičiuose galima pagaminti nustatyto pločio ir gylio mikrokanalus, kad būtų galima parinkti šilumos išsklaidymo terpę mažiausiame plote. Galimų kanalų konstrukcijų beveik nėra.
Be to, kadangi ėsdinimo procesas įkvepia dizaino inovacijas ir geometrinę laisvę, turbulentinis, o ne laminarinis srautas gali būti skatinamas naudojant banguotus kanalų kraštus ir gylius. Turbulentinis srautas aušinimo terpėje reiškia, kad su šilumos šaltiniu besiliečiantis aušinimo skystis nuolat kinta, todėl šilumos mainai tampa efektyvesni. Tokį mikrokanalų gofravimą ir nelygumus šilumokaičiuose lengva sukurti naudojant polikarbonatinį efektą (PCE), tačiau jų neįmanoma arba jie yra pernelyg brangūs naudojant alternatyvius gamybos procesus.
PCE specialistė „micrometal GmbH“ naudoja konkurencingos kainos optoelektroninius įrankius, kad pagamintų aukštos kokybės ruošinius su dideliu pakartojamumo tikslumu.
Atskiras mikrokanalines plokštes galima pritvirtinti (pvz., difuziniu suvirinimu) prie įvairių 3D geometrijų. „micrometal“ naudojasi patyrusių partnerių tinklu, kuris suteikia klientams galimybę įsigyti atskiras mikrokanalines plokštes arba integruotus mikrokanalinius šilumokaičio blokus.
Medžiaga, turinti metalinių savybių ir sudaryta iš dviejų ar daugiau cheminių elementų, iš kurių bent vienas yra metalas.
Sumažinti skysčio temperatūros padidėjimą įrankio ir ruošinio sąsajoje apdirbimo metu. Paprastai skysto pavidalo, pavyzdžiui, tirpių arba cheminių mišinių (pusiau sintetinių, sintetinių), bet taip pat gali būti suslėgtas oras arba kitos dujos. Dėl savo gebėjimo sugerti didelį šilumos kiekį vanduo plačiai naudojamas kaip aušinimo skystis ir nešiklis įvairiems pjovimo mišiniams, o vandens ir mišinio santykis kinta priklausomai nuo apdirbimo užduoties. Žr. pjovimo skystis; pusiau sintetinis pjovimo skystis; tirpus alyvos pjovimo skystis; sintetinis pjovimo skystis.
1. Komponento difuzija dujose, skystyje ar kietoje medžiagoje, dėl kurios komponentai tampa vienodi. 2. Atomas arba molekulė savaime juda į naują vietą medžiagoje.
Operacija, kurios metu elektros srovė teka tarp ruošinio ir laidaus įrankio per elektrolitą. Pradeda cheminę reakciją, kurios metu metalas iš ruošinio ištirpsta kontroliuojamu greičiu. Skirtingai nuo įprastų pjovimo metodų, ruošinio kietumas nėra lemiamas veiksnys, todėl ECM tinka sunkiai apdirbamoms medžiagoms. Gali būti elektrocheminio šlifavimo, elektrocheminio honavimo ir elektrocheminio tekinimo.
Funkciškai toks pat kaip ir staklėse naudojamas rotacinis variklis, linijinis variklis gali būti laikomas standartiniu nuolatinio magneto rotaciniu varikliu, perpjautu ašine kryptimi centre, tada nuimtu nuogas ir padėtu plokščiai. Pagrindinis linijinių variklių naudojimo ašies judėjimui valdyti privalumas yra tas, kad jie pašalina neefektyvumą ir mechaninius skirtumus, kuriuos sukelia daugumoje CNC staklių naudojamos rutulinių sraigtų surinkimo sistemos.
Platesniais atstumais išdėstyti komponentai paviršiaus tekstūroje. Įtraukite visus nelygumus, išdėstytus plačiau nei instrumento ribinė vertė. Žr. Srautas; Gulėjimas; Šiurkštumas.
Dr. Michaelas J. Hicksas yra Verslo ir ekonomikos tyrimų centro direktorius ir George'o bei Franciso Ballų išskirtinis ekonomikos profesorius Ball State universiteto Millerio verslo mokykloje. Hicksas įgijo ekonomikos mokslų daktaro ir magistro laipsnius Tenesio universitete ir ekonomikos bakalauro laipsnį Virdžinijos karo institute. Jis yra dviejų knygų ir daugiau nei 60 mokslinių publikacijų, skirtų valstijų ir vietos viešajai politikai, įskaitant mokesčių ir išlaidų politiką bei „Walmart“ poveikį vietos ekonomikai, autorius.