Kā pārbaudīt 3D drukātās akumulatora dzesēšanas plāksnes iekšējos kanālus?

Klients saņem skaistu 3D drukātu akumulatora dzesēšanas plāksni. Ārpuse izskatās nevainojami, virsmas ir tīras, un montāžas caurumi sakrīt. Tomēr sistēmas testēšanas laikā dzesēšanas šķidruma plūsma ir mazāka, nekā gaidīts, spiediena kritums ir lielāks, nekā pieļauj konstrukcija, vai, vēl ļaunāk,{3}}ir lēna noplūde. Problēma gandrīz vienmēr atrodas kanālos, kurus neviens nevar redzēt. Pulvera atlikums, sašaurinātas ejas, raupjas sienas vai nelieli ģeometriski kropļojumi var sabojāt siltuma veiktspēju pat tad, ja detaļas ārpuse ir nevainojama. Šajā rakstā ir izskaidrots, kāpēc iekšējos kanālus ir tik grūti pārbaudīt, piecas pieejamās praktiskās metodes, kā izvēlēties pareizo kombināciju, visbiežāk sastopamie defekti un kādi jautājumi jāuzdod piegādātājam pirms pasūtījuma veikšanas.

Kāpēc iekšējos kanālus ir grūti pārbaudīt?

Metāla piedevu ražošana rada sarežģītus konformālus dzesēšanas kanālus, ko tradicionālā apstrāde nevar radīt. Šos pašus kanālus ir arī visgrūtāk pārbaudīt. Tie griežas, sazarojas, maina diametru un bieži iet dziļi daļas iekšpusē. Kad būvniecība ir pabeigta, kanāli ir pilnībā noslēgti. Tajos nevar ievietot suportu vai CMM zondi.

Problēmu pasliktina bieži sastopamas ražošanas problēmas. Pulvera atlikumi var palikt iesprostoti pēc atpūšanas. Virsmas, kas vērstas uz leju-, mēdz būt daudz raupjākas nekā tās, kas vērstas uz augšu-. Vietējā pārkaršana vai nepietiekams atbalsts var izraisīt kanāla šķērsgriezuma-saraušanos vai izkropļojumus. Pat neliels hidrauliskā diametra samazinājums vai virsmas raupjuma palielināšanās palielina plūsmas pretestību un samazina siltuma{7}}pārvades efektivitāti.

Akumulatora siltuma vadība ir nepielūdzama. NREL un citu laboratoriju pētījumi liecina, ka paaugstināta šūnu temperatūra un lieli temperatūras gradienti paātrina kapacitātes samazināšanos un palielina termiskās bēgšanas risku. Iepakojuma turēšana šaurā temperatūras logā (bieži vien aptuveni 15–35 grādi) ir ļoti svarīga gan dzīvībai, gan drošībai. Dzesēšanas plāksne, kuras iekšējie kanāli ir daļēji bloķēti vai mazizmēra, nevar nodrošināt paredzēto siltuma atgrūšanu, tāpēc cieš viss iepakojums.

5 veidi, kā pārbaudīt iekšējos kanālus

CT skenēšana

Rūpnieciskā datortomogrāfija pašlaik ir vienīgā nesagraujošā metode, ar kuru var izmērīt visu iekšējo kanālu trīsdimensiju ģeometriju. Skeneris ģenerē tilpuma datu kopu, kas atklāj pulvera atlikumu, lokālos ierobežojumus, sienas-biezuma izmaiņas un novirzes no CAD modeļa. Metāla dzesēšanas plākšņu tipiskā izšķirtspēja svārstās no 50 µm līdz 100 µm atkarībā no detaļas izmēra un materiāla blīvuma. 3D drukāto detaļu CT skenēšana ir zelta standarts, ja nepieciešams kvantitatīvs iekšējā kanāla izmēru mērījums.

Plūsmas pārbaude

Caur kanāliem tiek izspiesta kontrolēta ūdens vai dzesēšanas šķidruma plūsma ar noteiktu spiedienu vai plūsmas ātrumu. Izmērīto plūsmas ātrumu salīdzina ar projektēto vērtību. Šis tests ir ātrs, lēts un tieši saistīts ar veiktspēju. Tas nevar jums pateiktkurierobežojums ir vai cik daudz ģeometrija ir mainījusies, taču tas ātri atzīmē daļas, kuru veiktspēja būs zema-.

Spiediena krituma tests

Spiediena sensori tiek novietoti pie ieejas un izejas, kamēr šķidrums plūst nemainīgā ātrumā. Negaidīti augsts spiediena kritums gandrīz vienmēr norāda uz aizsprostojumu, raupjumu vai samazinātu šķērsgriezumu. Tāpat kā plūsmas tests, tas nav -destruktīvs un ražošanai-draudzīgs, taču tajā nav ģeometriskas detaļas.

Boreskops / endoskops

Elastīgu vai stingru endoskopu var ievietot lielākos, salīdzinoši taisnos kanālos. Vizuāla pārbaude var atklāt pulvera paliekas, raupjas virsmas vai atbalsta paliekas. Metode attiecas tikai uz pieejamām ejām, un tā nevar precīzi izmērīt izmērus.

Izgriezt{0}}Atvērt sadaļu

Atlasītās daļas tiek sagrieztas, un griezuma virsmas tiek pārbaudītas mikroskopā vai optiskā CMM. Tas ir vistiešākais veids, kā apstiprināt, ko redz CT vai plūsmas testi, bet daļa tiek iznīcināta. Parasti to izmanto tikai procesa validācijai vai pirmā -raksta korelācijai.

Kuru metodi izvēlēties?

Prototipa un nelielas -partijas validācijai lielākā daļa pircēju apvieno daļu parauga CT skenēšanu ar 100 % plūsmas vai spiediena{2}}krituma pārbaudi. Sērijveida ražošanā bieži tiek izmantota funkcionālā pārbaude, kā arī periodiski CT auditi. Ja zīmējumā ir vajadzīgas stingras iekšējās pielaides vai kanāli ir ļoti sarežģīti,Dzesēšanas kanāla pārbaudear CT joprojām ir visdrošākais veids, kā apstiprināt iekšējā kanāla izmēru mērījumus.

Bieži sastopamās problēmas, ko atrodam kanālos

Pulvera atlikumi un aizsprostojums– Nepilnīga atpūderēšana atstāj vaļīgu vai daļēji saķepinātu pulveri, kas ierobežo plūsmu. Pēc uzbūves ir nepieciešami pamatīgi vibrācijas, saspiestā-gaisa vai ķīmiskās tīrīšanas protokoli.

Nelieli vai izkropļoti kanāli– Siltuma uzkrāšanās vai atbalsta trūkums var samazināt šķērsgriezumu{0}}par desmitiem vai simtiem mikronu. Procesa-parametru optimizācija un labākas atbalsta stratēģijas samazina problēmu.

Pārmērīgs iekšējais raupjums– Īpaši uz leju{0}}ādas virsmas var būt ļoti raupjas, palielinot spiediena kritumu. Konstrukcijas orientācija un pēc-procesa pulēšana (abrazīvā plūsma vai ķīmiskā viela) uzlabo situāciju.

Atbalsta paliekas– Iekšējie balsti, kas nav pilnībā noņemti, rada lokālus šķēršļus. Būtisks ir dizains pašatbalstošiem-kanāliem vai rūpīga atbalsta noņemšana.

Sienas{0}}biezuma izmaiņas– Vietējā pārkaršana vai pulvera saķere var padarīt sienas biezākas vai plānākas, nekā paredzēts, ietekmējot gan izturību, gan termisko veiktspēju.

Katrs no šiem defektiem var izturēt ārēju vizuālu pārbaudi, taču pēc uzstādīšanas dzesēšanas plāksne var vājināt -darbu vai izraisīt noplūdi.

Īsts gadījums no Sunhingstones

Jaunam-enerģijas transportlīdzekļu piegādātājam bija nepieciešama alumīnija 3D drukāto akumulatoru dzesēšanas plākšņu saime ar sarežģītiem konformāliem kanāliem. Pirmajiem prototipiem bija labi ārējie izmēri, bet plūsmas pārbaude neizdevās: izmērītā plūsma bija par 18–22 % zem mērķa, un spiediena kritums bija attiecīgi augsts. CT skenēšana atklāja pulvera atlikumu vairākos atzarojuma kanālos un lokālu šķērsgriezuma samazinājumu par-līdz 0,3 mm.

Komanda pielāgoja lāzera parametrus un skenēšanas stratēģiju kritiskajiem kanālu reģioniem, ieviesa daudzpakāpju atpūšanas un ultraskaņas tīrīšanas secību, kā arī ieviesa CT paraugu ņemšanu katrā konstrukcijas plāksnē, kā arī 100 % plūsmas pārbaudi. Pēc procesa bloķēšanas -nākamās partijas sasniedza plūsmas ātrumu 5 % robežās no projektēšanas un spiediena{5}}krituma vērtībām norādītajā logā. Izmēru ienesīgums attiecībā uz kritiskajām iekšējām iezīmēm pieauga virs 95%.

Ko jautāt piegādātājam pirms pasūtīšanas

Pirms pasūtījuma veikšanas pieprasiet skaidras atbildes uz šādiem jautājumiem:

Kādas pārbaudes metodes tiks izmantotas iekšējiem kanāliem (CT, plūsma, spiediena kritums vai kombinācija)?

Vai pirmajām -raksta daļām tiks nodrošināts izmēru pārskats vai CT analīze?

Kāds atpūšanas un tīrīšanas process tiek izmantots un kā tiek pārbaudīts pulvera atlikums?

Vai piegādātājs var parādīt iepriekšējos datus, kas korelē CT rezultātus ar plūsmas vai spiediena{0}}krituma veiktspēju?

Kāda ir procesa iespēja iekšējo kanālu izmēriem līdzīgās daļās?

Izvēloties spējīgu metāla 3D drukas ražotāju vai akumulatora dzesēšanas plākšņu rūpnīcu, kas jau saprot šīs problēmas, samazinās novēlotu atklājumu risks. Piegādātājs, kuram ir pieredze metāla 3D drukāšanas pakalpojumā EV Battery lietojumprogrammām, iekšējā kanāla verifikāciju uzskatīs par standarta procesa daļu, nevis kā pēcpārdomātu. Nozares uzmanība piedevu -ražoto dzesēšanas komponentu kvalitātes pārbaudei turpina pieaugt, jo arvien vairāk EV platformu pāriet uz liela apjoma ražošanu.

FAQ

Kā pārbaudīt 3D drukātas daļas iekšpusi, to nesagriežot?
Primārā nesagraujošā metode{0}} ir rūpnieciskā CT skenēšana, kas izveido pilnīgu iekšējo kanālu 3D karti. Plūsmas pārbaude un spiediena{3}}krituma pārbaude nodrošina funkcionālu apstiprinājumu, nesabojājot daļu.

Cik precīza ir dzesēšanas kanālu CT skenēšana?
Atkarībā no daļas izmēra, materiāla un skenēšanas parametriem rūpnieciskā CT parasti atrisina 50–100 µm diapazonā esošās iezīmes un var kvantitatīvi noteikt kanāla diametru, sieniņu biezumu un atlikušā pulvera atrašanās vietas ar labu metroloģisko uzticamību.

Vai plūsmas tests var aizstāt CT skenēšanu?
Plūsmas pārbaude apstiprina, ka kanāli darbojas atbilstoši prasībām, taču tā nevar noteikt defektu vai izmērīt faktisko ģeometriju. Abas metodes papildina viena otru; daudzi projekti izmanto abus.

Kā es varu zināt, vai pulveris joprojām ir iestrēdzis kanālu iekšpusē?
CT skenēšana ir visuzticamākais veids, kā noteikt pulvera atlikumu. Funkcionālās plūsmas vai spiediena{1}}krituma testi arī norāda uz nopietniem aizsprostojumiem, taču viegls pulvera atlikums joprojām var izturēt plūsmas pārbaudi, vienlaikus samazinot ilgtermiņa uzticamību.

Vai jūs piedāvājat pielāgotas dzesēšanas plāksnes vairumtirdzniecības daudzumos?
Jā. Kad process ir apstiprināts ar CT un funkcionālo testēšanu, tie paši parametri un pārbaudes plāns tiek pielāgoti ražošanas apjomiem pielāgotai dzesēšanas plākšņu vairumtirdzniecības piegādei.

Vai esat gatavs pārbaudīt dzesēšanas plāksnes kanālus?

Nosūtiet mums savu 3D modeli vai zīmējumu. Mēs pārskatīsim iekšējo kanālu dizainu, ieteiksim atbilstošu CT skenēšanas un funkcionālās pārbaudes kombināciju un nodrošināsim skaidru DFM un pārbaudes plānu. Pareiza 3D drukātās akumulatora dzesēšanas plāksnes iekšpuses pārbaude aizsargā gan siltuma veiktspēju, gan projekta laika grafiku.