Jau vairākus gadu desmitus PTFE iegremdējamie sildītāji ir būvēti, izmantojot parastās apstrādes un montāžas metodes, kas ierobežo ģeometriju un palielina pasūtījuma dizainu izpildes laiku. Aditīvā ražošana, ko parasti sauc par 3D drukāšanu, sāk pārveidot to, kas ir iespējams, -ļaujot izveidot sarežģītas iekšējās struktūras un ātri ieviest jaunas sildītāju koncepcijas.
Tradicionālie PTFE sildītāju ražošanas ierobežojumi
Parastā PTFE sildītāju ražošana balstās uz atņemšanas metodēm: metāla serdeņu, metināšanas veidgabalu apstrādi un sastāvdaļu manuālu montāžu. Šie procesi nosaka stingrus ģeometriskus ierobežojumus. Iekšējie dzesēšanas kanāli, ja tādi vispār ir, jāurbj taisnās līnijās. Bieži vien nav iespējams sasniegt sarežģītus šķidruma ceļus vai nevienmērīgus siltuma sadales modeļus. Turklāt pielāgotiem dizainiem ir nepieciešami īpaši instrumenti vai pagarināti CNC programmēšanas cikli, kas specializēto sildītāju sagatavošanās laiku pagarina nedēļās vai mēnešos.
Kā piedevu ražošana attiecas uz sildītāju ražošanu
Lai gan pats PTFE joprojām ir izaicinājums 3D drukāšanai, jo tā augstā kušanas temperatūra un slikta slāņu adhēzija standarta polimēru printeros, atbalsta metāla infrastruktūras -sildītāju serdeņi, montāžas kronšteini un specializētie piederumi-var tikt ražoti papildus ar augstu precizitāti. Nerūsējošā tērauda un Inconel sakausējumu selektīvā lāzerkausēšana (SLM) un elektronu staru kausēšana (EBM) jau tiek izmantota augstākās klases rūpniecisko sildītāju ražošanā. Šie procesi no metāla pulvera veido komponentus slāni pa slānim, novēršot daudzus apstrādes ģeometriskos ierobežojumus.
rašanāsPiedevu ražošanas PTFE sildītāja inovācija
Pieaug interese parpiedevu ražošanas PTFE sildītāja inovācijakā inženieri atzīst, ka metāla serde nosaka sildītāja siltuma veiktspēju un mehānisko integritāti. Drukājot 3D kodolu, dizaineri iegūst brīvību izveidot ģeometrijas, kas iepriekš bija neiespējamas vai pārmērīgi dārgas.
Galvenās sildītāja dizaina un prototipēšanas priekšrocības
Ātrāka pielāgotu formu prototipu izveide
Piedevu ražošana saspiež prototipēšanas ciklus no nedēļām līdz dienām. Jaunu sildītāja kontūru ne-standarta tvertnei vai kanālam var izveidot digitāli, izdrukāt visu nakti un pārbaudīt nākamajā rītā. Šī ātrā iterācija ļauj inženieriem pārbaudīt vairākus formas faktorus un optimizēt siltuma pārneses virsmas, neizmantojot stingrus instrumentus.
Iekšējie dzesēšanas un sensoru kanāli
Viena no nozīmīgākajām priekšrocībām ir iespēja drukāt sarežģītus iekšējos kanālus tieši sildītāja kodolā. Izliektas dzesēšanas ejas, kas seko sildītāja kontūrai, vai iegultās caurules termopāriem var integrēt nemanāmi. Šīs funkcijas uzlabo temperatūras kontroli un samazina nepieciešamību pēc ārējām dzesēšanas līnijām vai sensoru piestiprināšanas{2}}.
Metināto savienojumu samazināšana
Parastie pielāgotie sildītāji bieži paļaujas uz vairākiem metinātiem veidgabaliem, kas paredzēti montāžas kronšteiniem, ieplūdes/izplūdes portiem vai sensoru korpusiem. Katrs metinājums rada potenciālu atteices punktu-sprieguma stāvvadus, korozijas vietas vai noplūdes ceļus. Piedevu ražošana nodrošina šīs funkcijas kā vienu, nepārtrauktu daļu, novēršot metināšanas šuves un uzlabojot ilgtermiņa uzticamību.
Pašreizējais tehnoloģiju un materiālu stāvoklis
316L nerūsējošā tērauda un Inconel 625 selektīva lāzerkausēšana ir vispiemērotākā pieeja ar piedevām ražotām sildītāja sastāvdaļām. Šiem materiāliem ir augsta izturība pret koroziju un siltumvadītspēja, kas piemērota agresīvai ķīmiskai videi, kur vēlāk tiek uzklāti PTFE pārklājumi vai starplikas. Aplūkojot jaunās ražošanas metodes, lielākām sildītāja konstrukcijām tiek novērtēta arī saistvielu strūkla un virzītās enerģijas nogulsnēšanās (DED).
Ziņu-apstrādes prasības
3D drukātās metāla daļas nav gatavas tūlītējai apkopei. Tiem ir nepieciešamas pēc-apstrādes darbības, tostarp spriedzes-termiskā apstrāde, balsta noņemšana un virsmas apdare, lai iegūtu gludumu, kas ir līdzvērtīgs apstrādātajiem komponentiem. Pareizi apstrādājot, ar piedevām izgatavotās detaļas iegūst mehāniskās īpašības -stiepes izturību, noguruma izturību un blīvumu-, kas ir salīdzināmas ar kaltām vai lietām ekvivalentām. ASTM un ISO standarti aditīvi ražotiem spiediena{8}}noturēšanas komponentiem tiek attīstīti, lai atbalstītu rūpniecisko sildītāju lietojumus.
Pašreizējā ekonomiskā dzīvotspēja
Pašlaik šī tehnoloģija ir visvērtīgākā maza{0}}apjoma, augstas-sarežģītības pielāgotiem sildītājiem, nevis masveida ražošanai. Standarta PTFE sildītājam ar vienkāršu ģeometriju parastā ražošana joprojām ir ātrāka un ekonomiskāka. Tomēr specializētiem lietojumiem,-piemēram, pusvadītāju slapjo stendu sildītājiem, farmaceitiskajiem reaktoriem vai laboratorijas izmēģinājuma sistēmām, -spēja ražot vienreizēju-, optimizēta konstrukcija attaisno papildu ražošanas izmaksas.
Optimizēti siltuma sadales modeļi
Parastā apstrāde liek sildītāju serdeņiem izveidot vienkāršas formas: apaļus stieņus, plakanas plāksnes vai liektas caurules. Papildu ražošana nodrošina trīs{1}dimensiju siltuma sadales tīklus. Mainīga-biezuma sekcijas, porainas struktūras kontrolētai siltuma plūsmai un asimetriskas sildīšanas zonas var iebūvēt vienā komponentā. Šī pieeja ļauj inženieriem precīzi saskaņot siltuma jaudu ar mērķa šķidruma termisko slodzi, samazinot lokālo pārkaršanu un uzlabojot energoefektivitāti.
Rūpnieciskās apkures ieviešanas nākotnes perspektīvas
Piedevu ražošanai pieaugot, vairākas tendences norāda uz plašāku ieviešanu PTFE sildītāju ražošanā. Metāla pulvera izmaksas samazinās, ražošanas apjomi palielinās, un tirgū ienāk hibrīdiekārtas, kas apvieno drukāšanu ar in situ apstrādi. Turklāt pētījumi par polimēru drukāšanu augstā temperatūrā- var ļaut tiešu PTFE vai tā kompozītmateriālu 3D drukāšanu, lai gan tas paliek laboratorijas stadijā.
Secinājums
Piedevu ražošana piedāvā jaunu dizaina brīvību specializētiem PTFE apkures risinājumiem, īpaši pielāgotiem lietojumiem un ātriem izstrādes cikliem. Spēja ražot sarežģītus iekšējos kanālus, likvidēt metinātos savienojumus un ātri veikt nestandarta ģeometriju darbību, padara 3D drukāšanu par vērtīgu rīku inženieriem, kuri izstrādā nākamās paaudzes PTFE iegremdējamos sildītājus. Lai gan standarta, liela apjoma izstrādājumos joprojām dominē tradicionālās metodes, piedevu ražošana rūpnieciskajā apkurē, visticamāk, paplašināsies, jo tehnoloģija turpina attīstīties un samazinās izmaksu šķēršļi.
