Plākšņu siltummaiņi pastāv daudzos rūpnieciskos pielietojumos un galvenokārt izmanto metāla plāksnes, lai pārnestu siltumu starp diviem šķidrumiem.
To izmantošana strauji pieaug, jo tie pārspēj tradicionālos siltummaiņus (parasti spirālveida cauruli, kurā atrodas viens šķidrums, kas iet caur kameru, kurā atrodas cits šķidrums), jo dzesējamajam šķidrumam ir lielāka saskares virsma, kas optimizē siltuma pārnesi un ievērojami palielina temperatūras maiņas ātrumu.
Plākšņu siltummainī kamerās nav spoļu, bet gan divas mainīgas kameras, parasti plānas un atdalītas ar gofrētām metāla plāksnēm to lielākajās virsmās. Kamera ir plāna, jo tas nodrošina, ka lielākā daļa šķidruma tilpuma saskaras ar plāksni, tādējādi veicinot siltuma apmaiņu.
Šādas siltumapmaiņas plāksnes tradicionāli ir izgatavotas, izmantojot štancēšanu vai parasto apstrādi, piemēram, dziļo vilkšanu, taču nesen fotoķīmiskā kodināšana (PCE) ir izrādījusies visefektīvākā un rentablākā ražošanas metode, kas pieejama šim stingrajam pielietojumam. Elektroķīmiskā apstrāde (ECM) ir vēl viena alternatīva tehnoloģija, kas var ražot ļoti precīzas detaļas partijās, taču šim procesam ir nepieciešamas ļoti lielas sākotnējās investīcijas, tas ir ierobežots ar vadošiem materiāliem, patērē daudz enerģijas, instrumentu projektēšana un izgatavošana ir sarežģīta, un sagataves korozija vienmēr ir sagādājusi galvassāpes. Darbgaldu un armatūras korozija vienmēr ir sagādājusi galvassāpes.
Bieži vien abās plākšņu siltummaiņa pusēs ir ārkārtīgi sarežģītas iezīmes, kuras dažkārt pārsniedz štancēšanas un apstrādes iespējas, bet kuras ir viegli panākt, izmantojot PCE. Turklāt PCE var ģenerēt iezīmes abās plāksnes pusēs vienlaikus, ietaupot ievērojamu laiku, un procesu var pielietot dažādiem metāliem, tostarp nerūsējošajam tēraudam, Inconel 617, alumīnijam un titānam.
Pateicoties dažām procesa raksturīgajām īpašībām, PCE piedāvā pievilcīgu alternatīvu lokšņu metāla štancēšanai un apstrādei. Izmantojot fotorezistoru un kodinātāju, lai precīzi ķīmiski apstrādātu izvēlētās zonas, process nodrošina saglabātas materiāla īpašības, detaļas bez raupjumiem un sprieguma ar tīrām kontūrām un bez karstuma ietekmētām zonām. Turklāt šķidrā kodināšanas vide rada optimālu struktūru plāksnē izmantotajai šķidrajai dzesēšanas videi. Šīm konstrukcijām nav stūru un malu, kas būtu pakļautas korozijai.
Apvienojumā ar to, ka PCE izmanto viegli atkārtojamus un lētus digitālos vai stikla instrumentus, tā nodrošina rentablu, augstas precizitātes un ātru ražošanas alternatīvu tradicionālajām apstrādes metodēm un štancēšanai. Tas nozīmē ievērojamus izmaksu ietaupījumus, ražojot prototipa instrumentus, un atšķirībā no štancēšanas un apstrādes metodēm nav instrumentu nodiluma un izmaksu, kas saistītas ar tērauda atkārtotu griešanu.
Apstrāde un štancēšana var radīt nepilnīgus rezultātus uz metāla griezuma līnijā, bieži deformējot apstrādājamo materiālu un atstājot atgraugas, karstuma skartas zonas un pārstrādātus slāņus. Turklāt tās cenšas sasniegt detaļu izšķirtspēju, kas nepieciešama mazākām, sarežģītākām un precīzākām metāla detaļām, piemēram, siltumapmaiņas plāksnēm.
Vēl viens faktors, kas jāņem vērā procesa izvēlē, ir apstrādājamā materiāla biezums. Tradicionālie procesi bieži vien saskaras ar grūtībām, ja tos piemēro plānu metālu apstrādei, štancēšana un presēšana daudzos gadījumos nav piemērota, savukārt lāzera un ūdens griešana rada attiecīgi nesamērīgu un nepieņemamu termiskās deformācijas un materiāla fragmentācijas līmeni. Lai gan PCE var izmantot dažāda biezuma metāliem, galvenā īpašība ir tā, ka to var izmantot arī plānākām metāla loksnēm, piemēram, tām, ko izmanto plākšņu siltummaiņos, neapdraudot līdzenumu, kas ir ļoti svarīgi montāžas integritātei.
Galvenā joma, kur tiek izmantotas plāksnes, ir degvielas elementu pielietojumi, kas izgatavoti no nerūsējošā tērauda, ​​alumīnija, niķeļa, titāna, vara un dažādiem speciāliem sakausējumiem.
Ir atklāts, ka degvielas elementu metāla plāksnēm ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citiem materiāliem. Vienlaikus tās ir ļoti izturīgas, nodrošina lielisku vadītspēju labākai dzesēšanai, tās var izgatavot ārkārtīgi plānas, izmantojot kodināšanu, kā rezultātā veidojas īsāki kaudzes, un tām nav virziena virsmas apdares kanālā. Plāksnes un kanālus var veidot vienlaikus, un, kā minēts iepriekš, metālā nerodas termiskais spriegums, nodrošinot absolūtu līdzenumu.
PCE process nodrošina atkārtojamas pielaides visiem tastatūras izmēriem, tostarp elpceļu dziļumam un kolektora ģeometrijai, un var ražot detaļas atbilstoši stingrām spiediena krituma specifikācijām.
Citas nozares, kas izmanto ķīmiski kodinātas loksnes, ir lineārie motori, aviācijas un kosmosa, naftas ķīmijas un ķīmiskā rūpniecība. Pēc izgatavošanas plāksnes tiek sakrautas un difūzijas salīmētas vai lodētas kopā, lai izveidotu siltummaiņa kodolu. Gatavie siltummaiņi var būt līdz pat sešām reizēm mazāki nekā tradicionālie "apvalka un caurules" siltummaiņi, nodrošinot lieliskas vietas un svara priekšrocības.
Ar PCE ražotie siltummaiņi ir arī ļoti izturīgi un efektīvi, spējot izturēt 600 bāru spiedienu, vienlaikus pielāgojoties temperatūras diapazonam no kriogēnas līdz 900 grādiem pēc Celsija. Vienā iekārtā ir iespējams apvienot vairāk nekā divas procesa plūsmas, un cauruļvadu un vārstu prasības tiek ievērojami samazinātas. Plākšņu siltummaiņa konstrukcijā var integrēt arī reakciju un sajaukšanu, izmaksu ziņā efektīvi pievienojot funkcionalitāti vienā iekārtā.
Mūsdienu prasības attiecībā uz efektīvu un vietu taupošu siltuma izkliedi rada milzīgus izaicinājumus daudziem izstrādes inženieriem. Daudzu komponentu miniaturizācija elektrotehnoloģijās un mikrosistēmu tehnoloģijās rada tā sauktos termiskos karstos punktus, kuriem nepieciešama optimāla siltuma izkliede, lai nodrošinātu ilgu kalpošanas laiku.
Izmantojot 2D un 3D PCE, siltummaiņos var izgatavot mikrokanālus ar noteiktu platumu un dziļumu, lai izvēlētos siltuma izkliedes vidi vismazākajā laukumā. Iespējamo kanālu konstrukciju ziņā gandrīz nav ierobežojumu.
Turklāt, tā kā kodināšanas process iedvesmo dizaina inovācijas un ģeometrisko brīvību, turbulentu plūsmu, nevis lamināru plūsmu, var veicināt, izmantojot viļņotas kanālu malas un dziļumus. Turbulentā plūsma dzesēšanas vidē nozīmē, ka dzesēšanas šķidrums, kas saskaras ar siltuma avotu, pastāvīgi mainās, kas padara siltumapmaiņu efektīvāku. Šādus gofrējumus un nelīdzenumus siltummaiņu mikrokanālos var viegli radīt ar PCE, taču tos nav iespējams vai arī tie ir izmaksu ziņā pārāk augsti, izmantojot alternatīvus ražošanas procesus.
PCE speciālists micrometal GmbH izmanto konkurētspējīgas cenas optoelektroniskos instrumentus, lai ražotu augstas kvalitātes sagataves ar augstu atkārtojamības precizitāti.
Atsevišķas mikrokanālu plāksnes var piestiprināt (piemēram, ar difūzijas metināšanu) pie dažādām 3D ģeometrijām. micrometal izmanto pieredzējušu partneru tīklu, kas klientiem dod iespēju iegādāties atsevišķas mikrokanālu plāksnes vai integrētus mikrokanālu siltummaiņa blokus.
Viela ar metāliskām īpašībām, kas sastāv no diviem vai vairākiem ķīmiskiem elementiem, no kuriem vismaz viens ir metāls.
Samazina šķidruma temperatūras paaugstināšanos instrumenta/sagataves saskarnē apstrādes laikā. Parasti šķidrā veidā, piemēram, šķīstošā vai ķīmisku maisījumu (daļēji sintētiska, sintētiska), bet var būt arī saspiests gaiss vai citas gāzes. Pateicoties spējai absorbēt lielu siltuma daudzumu, ūdeni plaši izmanto kā dzesēšanas šķidrumu un nesēju dažādiem griešanas savienojumiem, un ūdens un savienojuma attiecība mainās atkarībā no apstrādes uzdevuma. Skatīt griešanas šķidrums; daļēji sintētisks griešanas šķidrums; šķīstoša eļļas griešanas šķidrums; sintētisks griešanas šķidrums.
1. Komponenta difūzija gāzē, šķidrumā vai cietvielā, kas veicina komponentu vienveidību. 2. Atoms vai molekula spontāni pārvietojas uz jaunu vietu materiālā.
Darbība, kurā elektriskā strāva plūst starp sagatavi un vadošu instrumentu caur elektrolītu. Uzsāk ķīmisku reakciju, kas kontrolētā ātrumā izšķīdina metālu no sagataves. Atšķirībā no tradicionālajām griešanas metodēm, sagataves cietība nav faktors, padarot ECM piemērotu grūti apstrādājamiem materiāliem. Elektroķīmiskās slīpēšanas, elektroķīmiskās honēšanas un elektroķīmiskās virpošanas veidā.
Funkcionāli tāpat kā rotācijas motors darbgaldā, lineāro motoru var uzskatīt par standarta pastāvīgā magnēta rotācijas motoru, kas aksiāli sagriezts centrā, pēc tam noņemts no izolācijas un novietots plakaniski. Galvenā lineāro motoru izmantošanas priekšrocība ass kustības vadīšanai ir tā, ka tas novērš neefektivitāti un mehāniskās atšķirības, ko rada lodīšu skrūvju montāžas sistēmas, ko izmanto lielākajā daļā CNC darbgaldu.
Platāk izvietotas komponentes virsmas tekstūrā. Iekļaujiet visus nelīdzenumus, kas izvietoti platāk nekā instrumenta robežvērtības iestatījums. Skatīt Plūsma; Guļošs; Nelīdzenums.
Dr. Maikls Dž. Hikss ir Biznesa un ekonomisko pētījumu centra direktors un Džordža un Frānsisa Bolu goda ekonomikas profesors Ballas štata universitātes Millera Biznesa skolā. Hikss ieguva doktora un maģistra grādu ekonomikā Tenesī Universitātē un bakalaura grādu ekonomikā Virdžīnijas Militārajā institūtā. Viņš ir divu grāmatu un vairāk nekā 60 zinātnisku publikāciju autors, kas koncentrējas uz štatu un vietējo sabiedrisko politiku, tostarp nodokļu un izdevumu politiku un Walmart ietekmi uz vietējo ekonomiku.