Како проверити унутрашње канале 3Д штампане плоче за хлађење батерије?

Купац добија прелепу 3Д штампану плочу за хлађење батерије. Спољашњост изгледа савршено, површине су чисте, а рупе за монтажу су поравнате. Ипак, током тестирања система проток расхладне течности је мањи од очекиваног, пад притиска је већи него што то дозвољава дизајн или још горе-постоји споро цурење. Проблем се скоро увек налази унутар канала које нико не може да види. Преостали прах, сужени пролази, груби зидови или благо геометријско изобличење могу уништити термичке перформансе чак и када је спољашњи део дела беспрекоран. Овај чланак објашњава зашто је интерне канале тако тешко прегледати, пет доступних практичних метода, како одабрати праву комбинацију, недостатке које најчешће налазимо и која питања да поставите свом добављачу пре него што наручите.

Зашто је унутрашње канале тешко проверити

Производња металних адитива ствара сложене конформне канале за хлађење које традиционална машинска обрада не може произвести. Ти исти канали су и најтеже карактеристике за верификацију. Они се увијају, гранају, мењају пречник и често пролазе дубоко унутар дела. Када је изградња завршена, канали су потпуно затворени. У њих не можете ставити чељуст или ЦММ сонду.

Уобичајени проблеми у производњи погоршавају проблем. Остаци праха могу остати заробљени након уклањања праха. Површине окренуте-надоле обично су много грубље од оних{3}}окренутих нагоре. Локално прегревање или недовољна подршка могу да доведу до смањивања или изобличења попречног пресека канала-. Чак и мало смањење хидрауличког пречника или повећање храпавости површине повећава отпор протицању и смањује ефикасност{7}}преноса топлоте.

Управљање топлотом батерије је неумољиво. Истраживања НРЕЛ-а и других лабораторија показују да повишене температуре ћелија и велики температурни градијенти убрзавају смањење капацитета и повећавају ризик од топлотног бекства. Одржавање паковања унутар тесног температурног прозора (често отприлике 15–35 степени) је критично и за живот и за безбедност. Плоча за хлађење чији су унутрашњи канали делимично блокирани или премали не може да испоручи пројектовано одбијање топлоте, тако да трпи цело паковање.

5 начина за проверу унутрашњих канала

ЦТ скенирање

Индустријска компјутерска томографија је тренутно једина не-деструктивна метода која може да мери пуну тродимензионалну-геометрију унутрашњих канала. Скенер генерише волуметријски скуп података који открива заостали прах, локална ограничења, варијације{3}}дебљине зида и одступања од ЦАД модела. Типична резолуција за металне плоче за хлађење се креће од 50 µм до 100 µм у зависности од величине дела и густине материјала. ЦТ скенирање за 3Д штампане делове је златни стандард када вам је потребно квантитативно мерење унутрашњих димензија канала.

Тест протока

Контролисани проток воде или расхладне течности се гура кроз канале под дефинисаним притиском или брзином протока. Измерени проток се пореди са пројектованом вредношћу. Овај тест је брз, јефтин и директно релевантан за перформансе. Не може вам рећигдеограничење је или колико је геометрија промењена, али брзо означава делове који неће{0}}извршити слабије.

Тест пада притиска

Сензори притиска се постављају на улаз и излаз док течност тече константном брзином. Неочекивано висок пад притиска скоро увек указује на блокаду, храпавост или смањен попречни-пресек. Као и тест протока, он није-деструктиван и погодан за производњу-, а ипак не даје геометријске детаље.

Бороскоп / Ендоскоп

Флексибилни или крути ендоскоп се може уметнути у веће, релативно равне канале. Визуелна инспекција може открити остатке праха, грубе површине или остатке подлоге. Метода је ограничена на доступне пролазе и не може прецизно измерити димензије.

Исеците{0}}Отворите секције

Одабрани делови се пресецају, а површине реза се испитују под микроскопом или оптичким ЦММ. Ово је најдиректнији начин да се потврди оно што ЦТ или тестови протока виде, али део је уништен. Обично се користи само за валидацију процеса или корелацију првог{2}}чланка.

Који метод би требало да изаберете?

За проверу прототипа и мале{0}}серије већина купаца комбинује ЦТ скенирање на узорку делова са 100% тестом протока или притиска{2}}испитивања. У серијској производњи мешавина се често помера ка функционалном тестирању плус периодичне ЦТ ревизије. Када цртеж захтева чврсте унутрашње толеранције или су канали веома сложени,Инспекција канала за хлађењеса ЦТ остаје најпоузданији начин за потврду мерења унутрашњег канала.

Уобичајени проблеми које налазимо унутар канала

Остаци праха и блокада– Непотпуно уклањање праха оставља растресити или делимично синтеровани прах који ограничава проток. Након израде потребни су темељни протоколи вибрација,{1}}компримованог ваздуха или хемијског чишћења.

Канали мање величине или изобличени– Акумулација топлоте или недостатак потпоре може да смањи попречни пресек-за десетине или стотине микрона. Оптимизација параметара процеса{2}}и боље стратегије подршке смањују проблем.

Прекомерна унутрашња храпавост– Површине доње{0}}коже посебно могу бити веома грубе, што повећава пад притиска. Оријентација конструкције и пост{2}}полирање (абразивно или хемијско) побољшавају ситуацију.

Остаци подршке– Унутрашњи ослонци који нису у потпуности уклоњени стварају локалне препреке. Дизајн за самоподржавајуће канале или пажљиво уклањање подршке је од суштинског значаја.

Варијација{0}}дебљине зида– Локално прегревање или адхезија праха могу да учине зидове дебљим или тањим него што је пројектовано, што утиче и на чврстоћу и на термичке перформансе.

Сваки од ових недостатака може да прође спољну визуелну инспекцију, али да доведе до слабе{0}}раде расхладне плоче или цурења када је инсталирана.

Прави случај компаније Сунхингстонес

Новом-добављачу енергетских возила била је потребна породица алуминијумских 3Д штампаних плоча за хлађење батерија са сложеним конформним каналима. Рани прототипови су показали добре спољне димензије, али нису успели у тестирању протока: измерени проток је био 18–22 % испод циља и пад притиска је био сходно томе висок. ЦТ скенери су открили заостали прах у неколико гранастих канала и локално смањење-попречног пресека до 0,3 мм.

Тим је прилагодио ласерске параметре и стратегију скенирања за критичне регионе канала, увео је више-фазну секвенцу уклањања праха и ултразвучног чишћења и применио ЦТ узорковање на свакој плочи за израду плус 100% тестирање протока. Након закључавања процеса-наредне серије су постигле проток у оквиру 5% пројектованих и вредности{5}}пада притиска унутар наведеног прозора. Димензионални принос на критичним унутрашњим карактеристикама порастао је изнад 95 %.

Шта да питате свог добављача пре него што наручите

Пре него што наручите, затражите јасне одговоре на следеће тачке:

Које методе инспекције ће се користити на унутрашњим каналима (ЦТ, проток, пад притиска или комбинација)?

Да ли ће за прве{0}}делове чланка бити обезбеђен извештај о димензијама или ЦТ анализа?

Који процес уклањања праха и чишћења се примењује и како се проверава остатак праха?

Може ли добављач да прикаже претходне податке који повезују резултате ЦТ-а са учинком протока или{0}}пада притиска?

Која је способност процеса за унутрашње димензије канала на сличним деловима?

Избор способног произвођача металних 3Д штампача или фабрике плоча за хлађење батерија која већ разуме ове проблеме смањује ризик од касних открића. Добављач са искуством у услузи Метал 3Д штампање за апликације ЕВ батерија третираће интерну верификацију канала као стандардни део процеса, а не као накнадну мисао. Индустријска пажња посвећена инспекцији квалитета адитива{4}}произведених компоненти за хлађење наставља да расте како све више ЕВ платформи прелази у серијску производњу.

ФАК

Како да проверите унутрашњост 3Д штампаног дела, а да га не исечете?
Примарна не{0}}деструктивна метода је индустријско ЦТ скенирање, које прави комплетну 3Д мапу унутрашњих канала. Тестирање протока и тестирање{3}}испадања притиска пружају функционалну потврду без уништавања дела.

Колико је прецизно ЦТ скенирање за канале за хлађење?
У зависности од величине дела, материјала и параметара скенирања, индустријски ЦТ обично решава карактеристике у опсегу од 50–100 µм и може квантификовати пречник канала, дебљину зида и локације заосталог праха са добром метролошком поузданошћу.

Може ли тест протока да замени ЦТ скенирање?
Тест протока потврђује да канали раде како је потребно, али не може да лоцира дефект или измери стварну геометрију. Ове две методе су комплементарне; многи пројекти користе и једно и друго.

Како да знам да ли је прах и даље заглављен унутар канала?
ЦТ скенирање је најпоузданији начин за откривање заосталог праха. Функционални тест протока или{1}}испадања притиска ће такође означити озбиљне блокаде, али благи заостали прах и даље може да прође тест протока уз истовремено смањење-дуготрајне поузданости.

Да ли нудите расхладне плоче по мери у велепродајним количинама?
Да. Када се процес потврди помоћу ЦТ-а и функционалног тестирања, исти параметри и план инспекције се скалирају до обима производње за велепродају прилагођених расхладних плоча.

Спремни да проверите своје канале расхладне плоче?

Пошаљите нам свој 3Д модел или цртеж. Прегледаћемо дизајн интерног канала, препоручити одговарајућу комбинацију ЦТ скенирања и функционалног тестирања и обезбедити јасан ДФМ и план инспекције. Правилна провера унутрашњости 3Д штампане плоче за хлађење батерије штити и термичке перформансе и временски оквир пројекта.