כיצד לבדוק את הערוצים הפנימיים של לוחית קירור סוללה מודפסת בתלת מימד?

לקוח מקבל לוחית קירור סוללה מודפסת בתלת מימד. החלק החיצוני נראה מושלם, המשטחים נקיים וחורי ההרכבה מסתדרים. אולם במהלך בדיקת המערכת, זרימת נוזל הקירור נמוכה מהצפוי, ירידת הלחץ גבוהה ממה שהתכנון מאפשר, או גרוע מכך-יש דליפה איטית. הבעיה כמעט תמיד יושבת בתוך הערוצים שאף אחד לא יכול לראות. שאריות אבקה, מעברים מצומצמים, קירות גסים או עיוות גיאומטרי קל עלולים להרוס את הביצועים התרמיים גם כאשר החלק החיצוני של החלק הוא ללא רבב. מאמר זה מסביר מדוע כל כך קשה לבדוק ערוצים פנימיים, חמש השיטות המעשיות הקיימות, כיצד לבחור את השילוב הנכון, הליקויים שאנו מוצאים לרוב, ואילו שאלות לשאול את הספק שלך לפני שאתה מבצע הזמנה.

מדוע קשה לבדוק ערוצים פנימיים

ייצור תוספי מתכת יוצר תעלות קירור קונפורמיות מורכבות שעיבוד עיבוד מסורתי אינו יכול לייצר. אותם ערוצים הם גם התכונות הקשות ביותר לאימות. הם מתפתלים, מסתעפים, משנים קוטר ולעיתים עוברים עמוק בתוך החלק. לאחר סיום הבנייה, הערוצים סגורים לחלוטין. אתה לא יכול לשים קליפר או בדיקה CMM בתוכם.

בעיות ייצור נפוצות מחמירות את הבעיה. שאריות אבקה יכולות להישאר לכודות לאחר הוצאת האבקה. משטחים הפונים-למטה נוטים להיות מחוספסים הרבה יותר מאשר אלה הפונים כלפי מעלה-. התחממות יתר מקומית או תמיכה לא מספקת עלולים לגרום ל-חתך הערוץ להתכווץ או לעוות. אפילו הפחתה קטנה בקוטר ההידראולי או עלייה בחספוס פני השטח מעלה את התנגדות הזרימה ומפחיתה את יעילות העברת החום.-

ניהול תרמי הסוללה אינו סלחן. מחקר של NREL ומעבדות אחרות מראה כי טמפרטורות גבוהות של תאים ושיפועי טמפרטורה גדולים מאיצים את דהיית הקיבולת ומגבירים את הסיכון לבריחה תרמית. שמירה על האריזה בחלון טמפרטורה צפוף (לעיתים קרובות בערך 15-35 מעלות) היא קריטית הן לחיים והן לבטיחות. פלטת קירור שהתעלות הפנימיות שלה חסומות חלקית או בגודל נמוך לא יכולה לספק את דחיית החום המתוכננת, ולכן החבילה כולה סובלת.

5 דרכים לבדוק ערוצים פנימיים

סריקת CT

טומוגרפיה ממוחשבת תעשייתית היא כיום השיטה הלא-ההרסנית היחידה שיכולה למדוד את הגיאומטריה התלת-ממדית המלאה- של ערוצים פנימיים. הסורק יוצר מערך נתונים נפחי החושף שאריות אבקה, הגבלות מקומיות, שונות בעובי דופן וסטייה ממודל ה-CAD. רזולוציה טיפוסית עבור לוחות קירור מתכת נעה בין 50 מיקרומטר ל-100 מיקרומטר בהתאם לגודל החלק וצפיפות החומר. סריקת CT עבור חלקים מודפסים בתלת מימד היא תקן הזהב כאשר אתה צריך מדידת מימד ערוץ פנימי כמותי.

מבחן זרימה

זרימה מבוקרת של מים או נוזל קירור נדחפת דרך התעלות בלחץ או קצב זרימה מוגדרים. קצב הזרימה הנמדד מושווה לערך התכנון. מבחן זה מהיר, זול ורלוונטי ישירות לביצועים. זה לא יכול להגיד לךאֵיפֹהההגבלה או עד כמה השתנתה הגיאומטריה, אבל היא מסמנת במהירות חלקים ש-יתבצעו פחות.

בדיקת נפילת לחץ

חיישני לחץ ממוקמים בכניסה וביציאה בזמן שהנוזל זורם בקצב קבוע. ירידת לחץ גבוהה באופן בלתי צפוי מעידה כמעט תמיד על חסימה, חספוס או חתך מופחת.- כמו מבחן הזרימה, הוא אינו-הרסני וידידותי-לייצור, אך אינו נותן פרטים גיאומטריים.

בורוסקופ / אנדוסקופ

ניתן להחדיר אנדוסקופ גמיש או קשיח לתוך תעלות גדולות יותר וישרות יחסית. בדיקה חזותית יכולה לגלות שאריות אבקה, משטחים מחוספסים או שאריות תמיכה. השיטה מוגבלת למעברים נגישים ואינה יכולה למדוד מידות במדויק.

גזור-פתח את החתך

חלקים נבחרים נחתכים והפנים החתוכים נבדקים תחת מיקרוסקופ או CMM אופטי. זוהי הדרך הישירה ביותר לאשר את מה שרואים בדיקות CT או זרימה, אך החלק נהרס. הוא משמש בדרך כלל רק עבור אימות תהליך או מתאם-מאמר ראשון.

באיזו שיטה כדאי לבחור?

עבור אב טיפוס ואימות-אצווה קטנה, רוב הקונים משלבים סריקת CT על מדגם של חלקים עם 100% בדיקות זרימה או-ירידה בלחץ. בייצור סדרתי, התמהיל עובר לעתים קרובות לכיוון בדיקות תפקודיות בתוספת ביקורת CT תקופתית. כאשר הציור דורש סובלנות פנימית הדוקה או שהערוצים מורכבים מאוד,בדיקת תעלת קירורעם CT נותרה הדרך האמינה ביותר לאשר מדידת מימד ערוץ פנימי.

בעיות נפוצות שאנו מוצאים בתוך הערוצים

שאריות אבקה וחסימה- ניקוי אבק לא שלם מותיר אבקה רופפת או סונטרת חלקית המגבילה את הזרימה. פרוטוקולי ניקוי יסודיים של רטט,-אוויר דחוס או כימי נדרשים לאחר הבנייה.

ערוצים בגודל קטן או מעוות– הצטברות חום או חוסר תמיכה עלולים לכווץ את החתך- בעשרות או מאות מיקרונים. אופטימיזציה של-פרמטרים ואסטרטגיות תמיכה טובות יותר מפחיתות את הבעיה.

חספוס פנימי מוגזם– משטחי עור למטה-בפרט יכולים להיות מחוספסים מאוד, מה שמגביר את ירידת הלחץ. בניית אוריינטציה וליטוש לאחר-תהליך (זרימת שוחקים או כימיקלים) משפרים את המצב.

שרידי תמיכה- תמיכות פנימיות שלא הוסרו במלואן יוצרות מכשולים מקומיים. עיצוב לערוצים-תומכים בעצמם או הסרה זהירה של תמיכה חיוניים.

וריאציה של-עובי קיר- התחממות יתר מקומית או הידבקות אבקה יכולים להפוך את הקירות לעבים או דקים יותר מהמתוכנן, ומשפיעות הן על החוזק והן על הביצועים התרמיים.

כל אחד מהפגמים הללו יכול לעבור בדיקה חזותית חיצונית, אך עם זאת לגרום ללוחית הקירור להתפזר- או לדלוף לאחר ההתקנה.

מקרה אמיתי מבית Sunhingstones

ספק חדש של-רכבי אנרגיה נזקק למשפחה של לוחות קירור סוללה מודפסים תלת-ממדיים מאלומיניום עם ערוצים קונפורמיים מורכבים. אבות טיפוס מוקדמים הראו ממדים חיצוניים טובים אך בדיקות זרימה נכשלו: הזרימה שנמדדה הייתה 18-22% מתחת ליעד וירידה בלחץ הייתה גבוהה בהתאם. סריקות CT גילו שאריות אבקה במספר ערוצים מסועפים והקטנת חתך- מקומית של עד 0.3 מ"מ.

הצוות התאים את פרמטרי הלייזר ואת אסטרטגיית הסריקה עבור אזורי הערוצים הקריטיים, הציג רצף של ניקוי אבקה וניקוי אולטראסוני רב-שלבי, והטמיע דגימת CT על כל לוחית בנייה בתוספת בדיקת זרימה של 100%. לאחר נעילת תהליך-, קבוצות עוקבות השיגו קצבי זרימה בטווח של 5% מערכי התכנון ו-ירידה בלחץ בתוך החלון שצוין. התשואה המימדית על מאפיינים פנימיים קריטיים עלתה מעל 95%.

מה לשאול את הספק שלך לפני שאתה מזמין

לפני ביצוע הזמנה, בקש תשובות ברורות בנקודות הבאות:

באילו שיטות בדיקה ישמשו על הערוצים הפנימיים (CT, זרימה, ירידת לחץ או שילוב)?

האם יסופקו דוח ממדי או ניתוח CT עבור חלקי המאמר-ראשונים?

איזה תהליך ניקוי אבק וניקוי מיושם, וכיצד מוודאים שאריות אבקה?

האם הספק יכול להציג נתונים קודמים המתואמים תוצאות CT עם ביצועי זרימה או-ירידה בלחץ?

מהי יכולת התהליך עבור ממדי ערוץ פנימי בחלקים דומים?

בחירת יצרן הדפסת תלת מימד מתכת מסוגל או מפעל לקירור סוללות שכבר מבין את הבעיות הללו מפחית את הסיכון לגילויים מאוחרים. ספק מנוסה בשירותי הדפסה תלת מימדית מתכת עבור יישומי EV Battery יתייחס לאימות הערוצים הפנימיים כחלק סטנדרטי של התהליך ולא כאל מחשבה שלאחר מכן. תשומת הלב של התעשייה לבדיקת איכות של רכיבי קירור מיוצרים-מתוספים ממשיכה לגדול ככל שפלטפורמות EV עוברות לייצור נפח.

שאלות נפוצות

איך בודקים את החלק הפנימי של חלק מודפס בתלת מימד מבלי לחתוך אותו?
השיטה הלא-ההרסנית העיקרית היא סריקת CT תעשייתית, היוצרת מפה תלת-ממדית מלאה של הערוצים הפנימיים. בדיקות זרימה ובדיקת-נפילת לחץ מספקות אישור תפקודי מבלי להרוס את החלק.

עד כמה מדויקת סריקת CT עבור ערוצי קירור?
בהתאם לגודל החלק, החומר והפרמטרים של הסריקה, CT תעשייתי פותר בדרך כלל תכונות בטווח של 50-100 מיקרומטר ויכול לכמת את קוטר התעלה, עובי הדופן ומיקומי אבקה שיוריים באמינות מטרולוגית טובה.

האם בדיקת זרימה יכולה להחליף סריקת CT?
בדיקת זרימה מאשרת שהתעלות פועלות כנדרש, אך היא אינה יכולה לאתר את הפגם או למדוד את הגיאומטריה בפועל. שתי השיטות משלימות; פרויקטים רבים משתמשים בשניהם.

איך אני יודע אם אבקה עדיין תקועה בתוך הערוצים?
סריקת CT היא הדרך האמינה ביותר לאיתור שאריות אבקה. בדיקות זרימה פונקציונלית או-נפילת לחץ יסמנו גם חסימות חמורות, אך שאריות אבקה קלות עדיין עשויות לעבור בדיקת זרימה תוך הפחתת האמינות לטווח ארוך-.

האם אתם מציעים צלחות קירור בהתאמה אישית בכמויות סיטונאיות?
כֵּן. לאחר אימות התהליך עם CT ובדיקות פונקציונליות, אותם פרמטרים ותוכנית בדיקה מתרחבים לנפחי ייצור עבור אספקה ​​סיטונאית של לוחות קירור מותאמים אישית.

מוכן לאמת את ערוצי לוחות הקירור שלך?

שלח לנו את הדגם או הציור התלת מימד שלך. נסקור את עיצוב הערוץ הפנימי, נמליץ על שילוב מתאים של סריקת CT ובדיקות תפקודיות, ונספק תוכנית DFM ובדיקה ברורה. אימות נכון של החלק הפנימי של לוחית קירור סוללה מודפסת בתלת מימד מגן הן על הביצועים התרמיים והן על ציר הזמן של הפרויקט.