Augstspiediena-laminācijā-shēmu plates, kompozītmateriālu paneļi vai dekoratīvie lamināti-sildplāksnei jāiztur milzīgi spiedes spēki, vienlaikus saglabājot precīzu plakanumu un vienmērīgu temperatūru. Standarta sildīšanas plāksnes konstrukcija neizturēs šo pakalpojumu. Norādot aaugstspiediena laminēšanas sildīšanas plāksneprasa rūpīgu uzmanību plakanuma pielaidēm, plāksnes biezumam, sildītāja izturībai un virsmas apdarei. Šajā rokasgrāmatā ir izklāstītas kritiskās specifikācijas un inženiertehniskie apsvērumi attiecībā uz sildīšanas plāksnēm, ko izmanto hidrauliskās laminēšanas presēs.
Galvenās konstrukcijas prasības augsta spiediena{0}}laminēšanas sildplāksnēm
Sildīšanas plāksne laminēšanas presē vienlaikus veic divas funkcijas: nodrošina vienmērīgu siltumu, lai sacietētu vai salīmētu slāņus, un vienmērīgi pārnes laminēšanas spiedienu pa apstrādājamo priekšmetu. Jebkuras funkcijas kļūmes rezultātā produkts tiek noraidīts. Tālāk norādītās specifikācijas ir būtiskas.
1. Plakanums un paralēlisms
Kritiska specifikācija ir sildīšanas plāksnes darba virsmas līdzenums. Pie pilna laminēšanas spiediena (parasti 100–400 psi vai 0,7–2,8 MPa uz sagataves) visas virsmas nelīdzenumi pāriet tieši uz laminātu, izraisot biezuma izmaiņas, atslāņošanos vai virsmas defektus.
Specifikācijas vadlīnijas:
Mērot istabas temperatūrā uz nenoslogotas plāksnes, plakanumam jābūt 0,001–0,002 collām uz pēdu (0,08–0,17 mm uz metru).
Pēc apstrādes plāksne bieži tiek atbrīvota{0}}no spriedzes (termiskā apstrāde), lai novērstu deformāciju, kad tā tiek uzkarsēta līdz darba temperatūrai (parasti 150–250 grādi daudziem laminātiem).
Paralēlitātei starp augšējo un apakšējo virsmu (vienai plāksnei) vai starp pretējām plāksnēm multi{0}}dienas gaismas presē ir jābūt tikpat ciešai, parasti 0,002 collas uz pēdu.
Laminēšanas presēšanas projektēšanā plakanumu pārbauda, izmantojot precīzas iztaisnošanas un slīpuma mērinstrumentus vai koordinātu mērīšanas iekārtu (CMM). Ir svarīgi, lai līdzenums tiktu saglabāts gan termiskās, gan mehāniskās slodzes apstākļos.
2. Plākšņu materiāls un biezums stingrībai
Plāksnei ir jāiztur deformācija zem pielietotās presēšanas tonnāžas. Izliece palielinās līdz ar plāksnes garumu un samazinās līdz ar biezuma kubu. Materiāla izvēle ietekmē stingrību (elastības moduli) un siltumvadītspēju.
Parastie materiāli:
| Materiāls | Elastības modulis (GPa) | Siltumvadītspēja (W/m·K) | Tipisks lietojums |
|---|---|---|---|
| Tērauds (A36, 4140) | 200 | 45 | Liela tonnāža,{0}}nodilumizturīgas virsmas |
| Alumīnijs (6061-T6) | 69 | 167 | Mazāka tonnāža, ātrāka termiskā reakcija |
| Nerūsējošais tērauds (304, 316) | 193 | 16 | Kodīga vide, augsta temperatūra |
Tērauds ir priekšroka lielākajai daļai augstspiediena laminēšanas{0}} tā augstās stingrības un zemās deformācijas slodzes dēļ. Alumīniju var izmantot mazākām presēm vai zemāka spiediena lietojumiem, taču, lai sasniegtu līdzvērtīgu stingrību, ir nepieciešams ievērojami lielāks biezums.
Plāksnes biezuma noteikšana:
Nepieciešamo biezumu aprēķina, pamatojoties uz plāksnes neatbalstīto laidumu (attālumu starp presēšanas rāmja balstiem), maksimālo laminēšanas spiedienu un pieļaujamo novirzi. Tērauda plākšņu vispārpieņemtais īkšķis: biezums (collas) ≈ 0,3 × (laidums pēdās) 200 psi slodzei ar 0,002 collu novirzes ierobežojumu uz pēdu. Precīzai projektēšanai tiek veikta galīgo elementu analīze (FEA).
Parastā tērauda augsta spiediena laminēšanas plāksne ir no 25 mm (1 collas) bieza mazai 300 mm × 300 mm plāksnei līdz 100 mm (4 collas) vai vairāk 1,5 m × 3 m paneļa presei.
3. Sildītāja izturība zem spiedes slodzes
Plāksnē iestrādātajiem sildelementiem bez atteices jāiztur atkārtoti saspiešanas cikli. Parasti tiek izmantoti divu veidu sildītāji.
Cauruļveida sildītāji (rievu dizains):
Cauruļveida metāla -apvalku sildītāji (Incoloy vai nerūsējošais tērauds) tiek iespiesti mehāniski apstrādātās rievās plāksnes aizmugurē. Zem laminēšanas spiediena plāksne visā šķērsgriezumā saskaras ar spiedes spriegumu. Ja rievas ir pārāk seklas vai sildītājs nav pilnībā atbalstīts, caurule var tikt saspiesta vai tās iekšējās pretestības vads var saīsināt.
Specifikācija cauruļveida sildītājiem:
Rievu dziļumam precīzi jāatbilst caurules diametram (parasti 0,1–0,2 mm iejaukšanās).
Virs rievas apakšas līdz darba virsmai jāpaliek nepārtrauktam materiāla slānim (vismaz 3–5 mm). Tas nodrošina, ka caurule neizspiež vai nedeformējas zem spiediena.
Dažkārt caurules pēc ievietošanas tiek iekapsulētas ar siltumvadošu cementu, lai novērstu tukšās vietas.
Kasetņu sildītāji:
Kasetņu sildītājus ievieto urbtos aklos caurumos, parasti no plāksnes aizmugures vai malas. Tie ir apaļi, cilindriski elementi ar augsta-blīvuma iekšējo blīvējumu. Tā kā tie ir pilnībā ievietoti ciešā-tolerances caurumā, tie pēc būtības ir izturīgāki pret saspiešanu nekā cauruļveida sildītāji atvērtās rievās.
Augstspiediena laminēšanas{0}}priekšrocības:
Izcila spiedes izturība – caurumu sienas pilnībā atbalsta kārtridžu.
Iespējams lielāks vatu blīvums (līdz 50 W/cm² salīdzinājumā ar ~15 W/cm² cauruļveida).
Vienkāršāka nomaiņa – kasetnes var izņemt bez apstrādes.
Trūkums:Nepieciešams vairāk caurumu, lai segtu plāksnes laukumu, palielinot apstrādes laiku un termiskās nevienmērības iespējamību, ja attālums nav optimizēts.
Ir svarīgi, lai sildelementi saglabātu elektrisko izolāciju saspiešanas laikā. Augstas -temperatūras izolācijai (magnija oksīda, vizlas vai keramikas) ir jābūt novērtētai attiecībā uz kombinēto termisko un mehānisko spriegumu. Megger tests pēc uzstādīšanas un pirms pirmās lietošanas pārbauda izolācijas integritāti.
4. Virsmas apdare un nodilumizturība
Sildīšanas plāksnes darba virsma tiek pakļauta atkārtotai saskarei ar laminātiem, plēvēm un tīrīšanas instrumentiem. Nodilumizturība un vienmērīga apdare ir ļoti svarīgas.
Specifikācijas iespējas:
Ciets hromēts pārklājums– 0,05–0,1 mm biezs, cietība 65–70 HRC. Nodrošina izcilas nodilumizturības un atbrīvošanas īpašības. Parasti izmanto shēmas plates un dekoratīvās lamināta presēs.
Nitrēšana (tērauda plāksnes)– Korpusa-cietēšanas termiskā apstrāde, kas rada 0,2–0,5 mm rūdītu slāni (55–60 HRC). Nav izmēru maiņas, laba nodilumizturība.
PTFE vai fluorpolimēra pārklājums– Zema berze un -nepiedegoša virsma, bet mazāk izturīga zem augsta spiediena. Piemērots zema-cikla vai mīkstākiem laminātiem.
Pulēts nerūsējošais tērauds– Higiēniskai vai kodīgai videi (piemēram, pārtikas vai medicīnas laminātiem). Nepieciešama periodiska pārpulēšana.
Virsmas apdare parasti tiek norādīta kā Ra (vidējais raupjums). Augstspiediena laminēšanai parasti tiek izmantota 0,4–0,8 µm Ra apdare. Optiskās kvalitātes laminātiem var būt nepieciešama gludāka apdare (0,1 µm Ra), taču tas palielina izmaksas.
Augstspiediena laminēšanas sildplāksnes specifikāciju kontrolsaraksts{0}
Pieprasot cenas piedāvājumu vai rakstot iepirkuma specifikāciju, jāiekļauj šādas ziņas:
| Specifikācija | Tipiska vērtība/vadlīnija |
|---|---|
| Plāksnes izmēri (G × W × G) | Lai pielāgotu presēšanas atveri; biezums, ko aprēķina no laiduma un tonnāžas |
| Materiāls | Tērauds (4140, A36) vai alumīnijs (6061) |
| Plakanums (istabas temperatūra) | Mazāks vai vienāds ar 0,001–0,002 collas/pēdas (mazāks vai vienāds ar 0,08–0,17 mm/m) |
| Paralēlisms (augšā/apakšā) | Mazāks vai vienāds ar 0,002 collas/pēdas (0,17 mm/m) |
| Virsmas apdare (Ra) | 0,4–0,8 µm (0,4 kritiskajiem optiskajiem laminātiem) |
| Virsmas apstrāde | Cietā hroma plāksne (0,05–0,1 mm) vai nitrēšana |
| Maksimālā darba temperatūra | Parasti 200–250 grādi standarta laminātiem; augstāks speciālajiem kompozītmateriāliem |
| Sildīšanas elementa veids | Kasetņu sildītāji (ieteicami) vai cauruļveida sildītāji pilnās{0}}atbalsta rievās |
| Vatu blīvums | mazāka vai vienāda ar 15 W/cm² cauruļveida formām; Mazāks vai vienāds ar 35 W/cm² kasetnei (ar vienmērīgu atstarpi) |
| Temperatūras vienmērīgums visā plāksnē | ±2 grādi vai labāk uzdotajā vērtībā |
| Apkures zonu skaits | Multiple zones recommended for plates >600 mm jebkurā izmērā |
| Termopāra izvietojums | Iestrādāts plāksnē, nesaskaras ar sildītājiem, parasti 2–6 zonas |
| Elektriskā izolācija | Megger test >10 megaomi pie 500 V līdzstrāvas pēc montāžas |
| Maksimālā preses tonnāža | Nodrošina preses ražotājs; šai slodzei ir jābūt FEA{0}}validētai |
Papildu apsvērumi saistībā ar vairāku{0}}dienas gaismas presēm
Multi-dienasgaismas laminēšanas presē (vairākas sildīšanas plāksnes ir sakrautas ar atstarpēm) katra plāksne tiek pakļauta spiedienam no abām pusēm. Plāksnei jābūt simetriskai konstrukcijai, ar vienādu līdzenumu un virsmas apdari abās darba virsmās. Sildelementi parasti tiek novietoti centrālajā neitrālajā plaknē, lai izvairītos no atšķirīgas termiskās izplešanās, kas varētu deformēt plāksni. Priekšroka tiek dota kārtridžu sildītājiem, kas uzstādīti no malām, jo tos var centrēt plāksnes biezumā.
Termiskā vienmērība zem spiediena
Laminēšanas spiediens var ietekmēt siltuma pārnesi. Saspiestiem materiāliem bieži ir augstāka siltumvadītspēja nekā vaļīgiem skursteņiem. Plākšņu konstrukcijā ir jāņem vērā visas siltuma izlietnes (piemēram, presētā rāmja stiprinājuma stieņi vai dzesēšanas līnijas). Ieteicama FEA simulācija, kas ietver gan termiskās, gan mehāniskās slodzes. Simulācija pārbauda:
Izliece pie pilnas tonnāžas
Temperatūras sadalījums ar piedāvāto sildītāja izkārtojumu
Sprieguma koncentrācija ap sildītāja caurumiem vai rievām
Secinājums
Augstspiediena{0}}laminēšanai ir nepieciešama izturīga, precīzi{1}}konstruēta sildīšanas plāksne. Plakanuma pielaides 0,001–0,002 collas uz pēdu nodrošina vienmērīgu spiediena sadalījumu un produkta konsistenci. Biezas tērauda plāksnes ir izturīgas pret deformāciju, un biezums tiek aprēķināts no presēšanas attāluma un tonnāžas. Kasetņu sildītāji nodrošina izcilu izturību zem spiedes slodzes, salīdzinot ar cauruļveida sildītājiem, jo tie ir pilnībā ievietoti urbtos caurumos. Virsmas apstrāde, piemēram, cietā hromēšana vai nitrēšana, pagarina plāksnes kalpošanas laiku un uzlabo lamināta atbrīvošanos. Detalizēts specifikāciju kontrolsaraksts nosaka iepirkuma procesu. Lietojumprogrammai{10}īpaša inženierija nodrošina uzticamu ražošanu. Ievērojot šīs vadlīnijas, aaugstspiediena laminēšanas sildīšanas plāksnevar nodrošināt gadiem ilgu kalpošanu prasīgos preses lietojumos, sākot no iespiedshēmu platēm un beidzot ar kosmosa kompozītmateriāliem.
