Kuidas määrata kütteplaat{0}}kõrgsurvelamineerimise rakenduste jaoks?

Kõrgsurvelamineerimisel, olgu see siis trükkplaatide, komposiitpaneelide või dekoratiivlaminaatide puhul, peab kuumutusplaat kandma tohutut survekoormust, säilitades samal ajal täpse tasasuse ja ühtlase temperatuuri. Sellist teenust ei saa normaalse kütteplaadi konstruktsiooniga kasutada. Kõrgsurvelamineerimise kuumutusplaadil on kindlaks määratud tasasuse tolerantsid, plaadi paksus, küttekeha vastupidavus, pinnatöötlus jne. See käsiraamat hõlmab hüdraulilistes lamineerimispressides kasutatavate kuumutusplaatide põhinõudeid ja tehnilisi küsimusi.

Kõrgsurvelamineerimisega kütteplaatide{0}}põhinõuded
Lamineerimispressi kuumutusplaadil on kahekordne roll, kuna see annab ühtlase koguse soojust kihtide kõvenemiseks või sidumiseks ning jaotab lamineerimissurve ühtlaselt üle tooriku. Kui kumbki funktsioon ebaõnnestub – lükake toode tagasi. Järgmised on kriitilised spetsifikatsioonid.

1. Tasapinnalisus ja paralleelsus
Üks peamisi spetsifikatsioone on kütteplaadi tööpinna tasasus. Kõik pinna ebakorrapärasused reprodutseeritakse kohe laminaadis täieliku lamineerimisrõhu juures (tavaliselt 100–400 psi või 0,7–2,8 MPa tooriku peal), tekitades paksuse muutusi, delaminatsiooni või pinnavigu.

Spetsifikatsiooni juhised:

Tasasus ei tohi olla suurem kui 0,001–0,002 tolli jala kohta (0,08–0,17 mm meetri kohta), mõõdetuna toatemperatuuril tühjal taldrikul.

Plaat on pärast töötlemist sageli pingevaba (kuumtöödeldud), et vältida selle väändumist töötemperatuurini kuumutamisel (tavaliselt 150–250 kraadi paljude laminaatide puhul).

Samamoodi peab paralleelsus ülemise ja alumise külje vahel (ühe plaadi puhul) või vastandlike plaatide vahel multi-päevavalguspressis olema tihe, tavaliselt suurusjärgus 0,002 tolli jala kohta.

Tasasust kontrollitakse lamineerimispressi konstruktsioonis, kasutades täpset sirge- ja kangmõõturit või koordinaatmõõtmismasinat (CMM). On oluline, et tasapinnalisus säiliks nii kuumuse kui ka mehaaniliste nõuete korral.

2. Jäikusplaadi materjal ja paksus
Plaat peab vastu pidama pressi kasutatavast tonnaažist tingitud läbipaindele. Läbipaine suureneb plaadi pikkusega. Läbipaine varieerub sõltuvalt kuubi paksusest. Materjali valik mõjutab jäikust (elastsusmoodulit) ja soojusjuhtivust.

Tüüpilised materjalid:

Materjali elastsusmoodul (GPa) soojusjuhtivus (W/mK) Levinud kasutusalad
Teras (A36, 4140) 200 45 Suur tonnaaž, kulumiskindel-pind
Alumiinium (6061-T6) 69 167 Väiksem tonnaaž, kiirem termiline reaktsioon
Roostevaba teras (304, 316) 193 16 Söövitavad tingimused, kõrge temperatuur
Enamikul kõrgsurvelamineerimisel kasutatakse terast. Teras on väga jäik ja sellel on madal läbipaine pinge all. Alumiiniumi võib kasutada väiksemate presside või väiksema survega rakenduste jaoks. Sama jäikuse saamiseks kulub palju rohkem paksust.

Plaadi paksuse leidmine
Vajaliku paksuse hindamisel lähtutakse plaadi toestamata kaugusest (pressiraami tugede vaheline kaugus), maksimaalsest lamineerimisrõhust ja lubatud läbipaindest. Terasplaatide standardne rusikareegel on, et paksus tollides on umbes 0,3 korda suurem kui vahemik jalgades 200 psi koormuse korral, mille läbipaindepiir on 0,002 tolli jala kohta. Lõplike elementide analüüsi (FEA) läbiviimine täpse disaini jaoks.

Tüüpiline terasest kõrgsurvelamineeritud kuumutusplaat võib olla 25 mm (1 tolli) paksune väikese 300 mm x 300 mm plaadi puhul kuni 100 mm (4 tolli) või rohkem 1,5 m x 3 m paneelipressi puhul.

3. Küttekeha vastupidavus survekoormusel
Plaadi sisseehitatud kütteelemendid peavad tõrgeteta vastu pidama arvukalt survetsükleid. Üldkasutatavad küttekehad on kahte tüüpi.

Soonega disainiga torukujulised kütteseadmed:
Torukujulised metallist ümbrisega küttekehad (Incoloy või roostevaba teras) surutakse plaadi tagaküljel asuvatesse töödeldud soontesse. Plaat on lamineerimissurve all ja plaadi ristlõige on survepinge all. Kui sooned on liiga madalad või kütteseade ei ole piisavalt toestatud, võib toru muljuda või sisetakistusjuhe lühisesse sattuda.

Torukujuliste kütteseadmete spetsifikatsioon:

Soone sügavus peab olema võrdne toru läbimõõduga (tavaliselt 0,1–0,2 mm vahelesegamine).

Soone põhja ja tööpinna vahel tuleb säilitada püsiv materjalikiht (minimaalselt 3–5 mm). See hoiab ära toru väljapressimise või deformeerumise rõhu all.

Mõnel juhul sisestatakse torud ja täidetakse need seejärel soojust juhtiva tsemendiga, et eemaldada tühimikud.

Kassettkütteseadmed:
Kassettküttekehad sisestatakse puuritud pimedatesse aukudesse, tavaliselt plaadi tagant või servast. Need on sfäärilised silindrilised korpused, millel on suur sisemise tihedusega tihedus. Olles täielikult suletud tolerantsiga auku, on need loomulikult muljumiskindlamad kui avatud soontes olevad torukujulised küttekehad.

Kõrgsurvelamineerimise eelised on järgmised:

Suurem survetugevus - toetavad augu seinad täielikult kassetti.

Kõrgemad saavutatavad vattihedused (kuni 50 W/cm2 vs ~15 W/cm2 torukujulisel).

lihtsam vahetada - kassette saab ilma töötlemata välja tõmmata.

Puudus: plaadi ala katmiseks on vaja suuremat arvu auke, mille tulemuseks on pikenenud töötlemisaeg ja tõenäoline termiline ebaühtlus{0}}, kui vahekaugust ei kontrollita.

Kütteelemendid peavad olema surve all elektriliselt isoleeritud. Kõrge temperatuuriga isolatsioon (magneesiumoksiid, vilgukivi või keraamiline) peab olema sertifitseeritud kombineeritud termilise ja mehaanilise pinge jaoks. Pärast paigaldamist ja enne esmakordset kasutamist tehakse isolatsiooni terviklikkuse kontrollimiseks megger test.

4. Pinna viimistlus ja kulumiskindlus
Kütteplaadi tööpind puutub korduvalt kokku laminaatide, eralduskilede ja puhastusvahenditega. Kulumiskindlus ja ühtlane viimistlus on olulised.

Spetsifikatsioonivalikud:

Kõvakroomkatte - paksus 0,05–0,1 mm, kõvadus 65–70 HRC. Head vabastamis- ja kulumiskindluse omadused. Seda kasutatakse laialdaselt trükkplaatide ja dekoratiivsete laminaadipresside jaoks.

Nitridimine (terasplaadid) Case{0}}karastav kuumtöötlus 0,2–0,5 mm (55–60 HRC) karastatud kihiga. Mõõtmed ei muutu, hea kulumiskindlus.

PTFE või fluoropolümeerkate - Mittenakkuv-pind ja vähendatud hõõrdumine, kuid kõrge rõhu all vähem vastupidav. Sobib pehmema laminaadi või madala tsükli jaoks.

Roostevaba teras, poleeritud – Hügieeniliste või söövitavate olukordade jaoks (nt meditsiini- või toidulaminaadid). Vajab perioodiliselt uuesti poleerimist.

Pinnaviimistlus on mõnikord määratletud kui Ra (keskmine karedus). Kõrgsurvelamineerimisel on tüüpiline viimistlus 0,4–0,8 µm Ra. Optilise kvaliteediga laminaadid võivad vajada siledamat viimistlust (0,1 µm Ra), kuid kõrgema hinnaga.

Kõrgsurvelamineerimise kuumutusplaadi spetsifikatsiooni kontrollnimekiri
Hinna hankimisel või hankekirjelduse esitamisel lisage järgmised andmed:

Spetsifikatsioon|Tüüpiline väärtus / juhis
Plaadi suurus (P × L × T) Sobitage pressiava; paksus on hinnatud ulatuse ja tonnaaži järgi
Materjal Teras (4140, A36) või alumiinium (6061)
Tasasus (toatemperatuur) 0,001–0,002 tolli/jalga või vähem (0,08–0,17 mm/m või sellega võrdne)
Paralleelsus (ülemine/alumine) Vähem või võrdne 0,002 tolli/jalga (0,17 mm/m)
Pinnaviimistlus (Ra) 0,4–0,8 µm (0,4 oluliste optiliste kihtide puhul)
Pinnatöötlus: kõva kroomimine (0,05-0,1 mm) või nitreerimine
Maksimaalne töötemperatuur 200-250 C tavalistel laminaatidel; kõrgem spetsiaalsete komposiitide puhul
Soojusallika tüüp Kassettküttekehad (eelistatud) või torukujulised küttekehad täielikult tugipesades
vattihedus torukujulise puhul 15 W/cm² või sellega võrdne; Kasseti võimsus kuni 35 W/cm² (ühtlane vahe)
Plaadi temperatuuri ühtlus ±2 kraadi või rohkem seadepunktis
Küttetsoonid, arv Soovitatav on mitu tsooni plaatide jaoks, mille suurus on > 600 mm ja mis tahes mõõtmed
Termopaari asukoht Paigaldatud plaadile, ei puuduta kütteseadmeid Tavaliselt 2 kuni 6 tsooni
Electrical isolation Megger test >10 megaoomi 500 V DC juures pärast kokkupanekut
Pressi maksimaalne tonnaaž Pressi tootja on ette nähtud; plaat peab olema selle koormuse jaoks FEA-sertifikaadiga
Täiendavad kaalutlused mitme{0}}päevapresside jaoks
Mitme{0}}päevavalgusega lamineerimispressis (mitu kuumutusplaati, mille vahel on vahed) avaldatakse igale plaadile mõlemalt poolt survet. Plaat peab olema konstruktsioonilt sümmeetriline, ühesuguse tasasuse ja pinnaviimistlusega mõlemal tööpinnal. Kütteelemendid asetatakse tavaliselt neutraalsele kesktasandile, et vältida erinevat soojuspaisumist, mis võib plaati väänata. Eelistatakse servadest paigaldatud kassettküttekehasid, kuna neid saab plaadi paksuse sees tsentreerida.

Surve{0}}indutseeritud termiline ühtlus
Lamineerimisrõhk võib mõjutada soojusülekannet. Kokkusurutud materjalidel on sageli kõrgem soojusjuhtivus kui lahtistel virnadel. Plaadi konstruktsioonis tuleb arvesse võtta kõiki jahutusradiaatoreid (nt pressraami kinnitusvardad või jahutusliinid). Soovitatav on FEA simulatsioon, mis hõlmab nii termilisi kui ka mehaanilisi koormusi. Simulatsioon kontrollib:

Läbipaine täistonnaaži all

Temperatuuri jaotus kavandatud küttekeha paigutusega

Pingekontsentratsioonid küttekeha aukude või soonte ümber

Järeldus
Kõrgsurvel{0}}lamineerimiseks on vaja tugevat ja täpselt{1}}konstrueeritud kuumutusplaati. Tasasuse tolerantsid 0,001–0,002 tolli jala kohta tagavad ühtlase rõhu jaotuse ja toote konsistentsi. Paksud terasplaadid on läbipainde suhtes vastupidavad, paksus on arvutatud pressimisulatuse ja tonnaaži järgi. Kassettküttekehad pakuvad torukujuliste kütteseadmetega võrreldes suuremat vastupidavust survekoormusel, kuna need on täielikult suletud puuritud aukudesse. Pinnatöötlused, nagu kõva kroomimine või nitreerimine, pikendavad plaadi eluiga ja parandavad laminaadi vabanemist. Hankeprotsessi juhib üksikasjalik spetsifikatsioonide kontroll-loend. Rakendusspetsiifiline{10}tehnoloogia tagab usaldusväärse tootmise. Neid juhiseid järgides võib kõrgsurvelamineeritud kuumutusplaat pakkuda aastaid kasutust nõudlikes pressirakendustes, alates trükkplaatidest kuni kosmosekomposiitideni.