Πώς να ελέγξετε για μπλοκαρισμένα εσωτερικά κανάλια σε 3D εκτυπωμένα εξαρτήματα ψύξης κινητήρα;

Ένα ψυκτικό ένθετο εμφανίζεται τέλειο. Οι διαστάσεις ταιριάζουν με το σχέδιο, η επιφάνεια είναι καθαρή και ταιριάζει στο εξάρτημα χωρίς δύναμη. Στον πάγκο δοκιμών ο ρυθμός ροής είναι χαμηλότερος από τον αναμενόμενο και οι θερμοκρασίες ανεβαίνουν ταχύτερα από ό,τι θα έπρεπε. Μόνο μετά το άνοιγμα του εξαρτήματος, η ομάδα βρίσκει υπολειμματική σκόνη που μπλοκάρει το μισό κανάλι. Οι εξωτερικοί έλεγχοι δεν το έπιασαν ποτέ.

Αυτό συμβαίνει τακτικά με πολύπλοκαΜεταλλικά 3D τυπωμένα εξαρτήματα. Ένα εξάρτημα που φαίνεται καλό εξωτερικά μπορεί να έχει περιορισμένα ή αποκλεισμένα εσωτερικά κανάλια. Για εξαρτήματα ψύξης κινητήρα που εξαρτώνται από ακριβείς διαδρομές υγρού, ακόμη και μερικά μπλοκαρίσματα μειώνουν τη μεταφορά θερμότητας και αυξάνουν τον κίνδυνο υπερθέρμανσης. Αυτός ο οδηγός καλύπτει γιατί δημιουργούνται μπλοκαρίσματα, πέντε πρακτικούς τρόπους για να τα βρείτε, επιλογές σχεδίασης που διευκολύνουν τον καθαρισμό των καναλιών και τι πρέπει να προσέξετε όταν επιλέγετε προμηθευτή.

Η σύντηξη κρεβατιού πούδρας λέιζερ αφήνει μη συντηγμένη σκόνη μέσα σε οποιονδήποτε κλειστό όγκο. Αυτή η σκόνη πρέπει να αφαιρεθεί μετά την κατασκευή. Όταν τα κανάλια είναι μακριά, κυρτά ή κακώς προσανατολισμένα, η πλήρης αφαίρεση καθίσταται δύσκολη.

Παγιδευμένη σκόνη σε μακριά ή καμπύλα κανάλια

Η σκόνη κατακάθεται σε χαμηλά σημεία, σφιχτές στροφές και οριζόντια τμήματα. Τα κανάλια υψηλής-αναλογίας-και αυτά με πολλαπλές αλλαγές κατεύθυνσης είναι οι πιο κοινές προβληματικές περιοχές. Ο πεπιεσμένος αέρας και οι κραδασμοί συχνά καθαρίζουν τα εύκολα τμήματα, αλλά αφήνουν το υλικό στα πιο δύσκολα--σημεία.

Μερικώς πυροσυσσωματωμένη σκόνη και τραχύτητα επιφάνειας

Οι κάτω-επιφάνειες συγκρατούν συχνά μερικώς λιωμένα σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια αυξάνουν την τραχύτητα της επιφάνειας-συχνά 20–50 µm Sa ή υψηλότερη στις-δομημένες περιοχές του δέρματος-και δημιουργούν τοπικούς περιορισμούς. Η τραχύτητα από μόνη της αυξάνει την πτώση πίεσης και μειώνει την απόδοση ψύξης.

Υποστήριξη υπολειμμάτων και σκωριών

Τα κανάλια που δεν είναι αυτο-μπορούν να αφήσουν εσωτερικά στηρίγματα ή σκουπίδια (υλικό που πέφτει στο κανάλι). Και τα δύο δημιουργούν μόνιμους περιορισμούς που ο τυπικός καθαρισμός σπάνια αφαιρεί εντελώς.

Οι μελέτες CT και η εμπειρία παραγωγής επιβεβαιώνουν ότι η υπολειμματική σκόνη και οι επιφανειακές ανωμαλίες παραμένουν δύο από τα πιο συχνά εσωτερικά ελαττώματα στην κατασκευή μεταλλικών πρόσθετων ψυκτικών εξαρτημάτων.

Καμία μέθοδος δεν καλύπτει κάθε κατάσταση. Επιλέξτε με βάση την πολυπλοκότητα του καναλιού, την ανταλλακτική αξία και το επίπεδο εμπιστοσύνης που χρειάζεστε.

Οπτική και βορειοσκοπική επιθεώρηση
Λειτουργεί για μικρά, ευθύγραμμα κανάλια με καθαρά ανοίγματα. Ένα borescope μπορεί να πιάσει μεγάλα εμπόδια κοντά στα άκρα. Δεν μπορεί να δει γύρω από σφιχτές στροφές ή βαθιά σε πολύπλοκα δίκτυα και συχνά χάνει μερικούς περιορισμούς πιο μακριά.

Δοκιμή ροής αέρα
Γρήγορος και οικονομικός έλεγχος. Ο αέρας διέρχεται μέσω του καναλιού με ελεγχόμενη πίεση ενώ μετράται ο ρυθμός ροής ή η πτώση πίεσης. Μεγάλες αποκλίσεις από τις αναμενόμενες τιμές επισημαίνουν γρήγορα ένα πρόβλημα. Δεν εντοπίζει την απόφραξη ούτε ποσοτικοποιεί πλήρως τους μερικούς περιορισμούς.

Δοκιμή ροής υγρού και πτώσης πίεσης
Πιο κοντά στις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Το ψυκτικό υγρό ή το νερό κυκλοφορεί με αντιπροσωπευτικούς ρυθμούς και πιέσεις. Η μετρούμενη πτώση πίεσης και η ροή συγκρίνονται με στόχους σχεδιασμού ή ένα γνωστό-καλό ​​μέρος. Αυτή η μέθοδος εντοπίζει λειτουργικά προβλήματα που χάνουν οι οπτικοί έλεγχοι.

αξονική σάρωση
Η πιο αξιόπιστη μη-καταστροφική επιλογή. Η βιομηχανική αξονική τομογραφία δημιουργεί έναν πλήρη τρισδιάστατο όγκο του εξαρτήματος και εμφανίζει υπολειμματική σκόνη, διακύμανση πάχους τοιχώματος-και μερική απόφραξη οπουδήποτε μέσα στα κανάλια. Μπορεί επίσης να συγκρίνει την ως-δομημένη γεωμετρία απευθείας με το μοντέλο CAD. Για πολύπλοκα, σύμμορφα κανάλια ψύξης, το CT εξακολουθεί να είναι το χρυσό πρότυπο.

Έλεγχοι βάρους και ιχνηθέτη
Χρήσιμο ως αποδεικτικό στοιχείο. Η μη αναμενόμενη μάζα μετά τον καθαρισμό μπορεί να υποδεικνύει παγιδευμένη σκόνη. Τα υγρά ιχνηθέτη μερικές φορές επισημαίνουν περιορισμένες ζώνες, αν και τα αποτελέσματα είναι λιγότερο οριστικά από την αξονική τομογραφία ή τη σωστή δοκιμή ροής.

Σύγκριση μεθόδων επιθεώρησης

Πρωτότυπο Στάδιο

Σε SLM 3D Printing Prototyping, ξεκινήστε με τη δοκιμή ροής αέρα ή υγρού σε κάθε πρώτο αντικείμενο και, στη συνέχεια, προσθέστε αξονική σάρωση σε κρίσιμα δείγματα. Η δοκιμή ροής σάς λέει γρήγορα εάν ο σχεδιασμός λειτουργεί. Το CT επιβεβαιώνει ότι τα κανάλια είναι πραγματικά καθαρά και ταιριάζουν με την προβλεπόμενη γεωμετρία. Η έγκαιρη αντιμετώπιση προβλημάτων εξοικονομεί χρόνο επανάληψης.

Μικρό-Στάδιο παρτίδας και παραγωγής

Καθορίστε ένα σαφές σχέδιο δειγματοληψίας. Τα κρίσιμα εξαρτήματα υψηλής-τιμής ή ασφάλειας- συχνά λαμβάνουν 100 % δοκιμή ροής ή CT. Άλλα μέρη χρησιμοποιούν στατιστική δειγματοληψία με πλήρη τεκμηρίωση. Διατηρήστε αρχεία με τους ρυθμούς ροής, τις πτώσεις πίεσης και τα αποτελέσματα CT, ώστε κάθε παρτίδα να παραμένει ανιχνεύσιμη.

Τα περισσότερα προβλήματα απόφραξης ξεκινούν στη φάση του σχεδιασμού. Πρακτικοί κανόνες που μειώνουν τον κίνδυνο:

Διατηρήστε τις διαμέτρους των καναλιών παραγωγής στο 1 mm ή μεγαλύτερες, εκτός εάν οι μέθοδοι καθαρισμού και επιθεώρησης είναι πλήρως επικυρωμένες για μικρότερα μεγέθη.

Χρησιμοποιήστε αυτοστηριζόμενες διατομές-(δάκρυ, διαμάντι ή ελλειπτικό) με γωνίες προεξοχής 45 μοιρών ή πιο απότομες.

Αποφύγετε τις απότομες στροφές. χρησιμοποιήστε γενναιόδωρες ακτίνες όπου είναι δυνατόν.

Προσθέστε ειδικές οπές διαφυγής-σκόνης ή προσωρινά ανοίγματα που μπορούν να σφραγιστούν μετά τον καθαρισμό.

Προσανατολίστε την κατεύθυνση του κύριου καναλιού για να βοηθήσετε την αποστράγγιση της σκόνης κατά τη διάρκεια και μετά την κατασκευή.

Σχεδιάστε προσβάσιμα σημεία εισόδου και εξόδου, ώστε οι δοκιμές ροής και οι έλεγχοι με οπίσθιο να παραμένουν πρακτικοί.

Αυτές οι επιλογές μειώνουν τον κίνδυνο υπολειμματικής σκόνης και κάνουν τον καθαρισμό και την επιθεώρηση πιο αξιόπιστες.

Όταν ένα συστατικό ψύξης με ομοιόμορφα κανάλια φτάνει για παραγωγή, η διαδικασία ξεκινά με μια αναθεώρηση σχεδιασμού που επικεντρώνεται στην αφαίρεση σκόνης και τη δυνατότητα επιθεώρησης. Η γεωμετρία καναλιού ελέγχεται για αυτο-υποστηριζόμενες λειτουργίες, διαδρομές διαφυγής και προσανατολισμό κατασκευής. Μετά την εκτύπωση, εφαρμόζεται μια-ακολουθία καθαρισμού πολλαπλών βημάτων-δόνηση, πεπιεσμένος αέρας και στοχευμένη έκπλυση-. Τα πρώτα άρθρα στη συνέχεια περνούν από δοκιμή ροής που ακολουθείται από σάρωση αξονικής τομογραφίας για να επιβεβαιωθεί η απόσταση και η ακρίβεια διαστάσεων. Οποιαδήποτε υπολειμματική σκόνη ή γεωμετρική απόκλιση καταγράφεται και χρησιμοποιείται για την προσαρμογή της διαδικασίας πριν απελευθερωθούν οι ποσότητες παραγωγής. Ο συνδυασμός στοιχείων σχεδιασμού, ελεγχόμενου καθαρισμού και ογκομετρικής επαλήθευσης μειώνει σταθερά την πιθανότητα αποκλεισμένων καναλιών να φτάσουν στον πελάτη.

Δεν μπορεί κάθε προμηθευτής να παραδώσει και να επαληθεύσει καθαρά εσωτερικά κανάλια. Κατά την αξιολόγηση ενός κατασκευαστή μεταλλικών τρισδιάστατων εκτυπώσεων ή ενός εργοστασίου 3D εκτύπωσης SLM, κάντε αυτές τις ερωτήσεις:

Εκτελούν αξονική τομογραφία ή ισοδύναμη ογκομετρική επιθεώρηση σε εσωτερικά κανάλια;

Παρέχονται αποτελέσματα δοκιμής ροής ή πίεσης-με τα εξαρτήματα;

Μπορούν να χειριστούν τόσο πρωτότυπα όσο και μικρά-μεταλλικά τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα παρτίδας ή χονδρικής με σταθερά αρχεία επιθεώρησης;

Δίνουν συγκεκριμένα σχόλια σχεδίασης σχετικά με την ικανότητα καθαρισμού του καναλιού αντί να αναφέρουν απλώς την εκτύπωση;

Είναι σαφής και έγκαιρη η τεχνική επικοινωνία όταν εμφανίζονται προβλήματα;

Ένας ικανός προμηθευτής προσαρμοσμένων μεταλλικών εξαρτημάτων τρισδιάστατης εκτύπωσης αντιμετωπίζει την αφαίρεση σκόνης και την επαλήθευση καναλιού ως βασικά βήματα της διαδικασίας. Αναζητήστε στοιχεία ελεγχόμενων διαδικασιών καθαρισμού και τεκμηριωμένης ικανότητας επιθεώρησης και όχι μόνο για ισχυρισμούς μάρκετινγκ.

Εάν αναπτύσσετε ή προμηθεύεστε εξαρτήματα ψύξης κινητήρα με εσωτερικά κανάλια, στείλτε το αρχείο STEP για δωρεάν σχεδιασμό-για-έλεγχο κατασκευής και επιθεώρησης. Η αναθεώρηση θα επισημάνει τους κινδύνους αφαίρεσης{3}}σκόνης, θα προτείνει αλλαγές προσανατολισμού και γεωμετρίας και θα σκιαγραφήσει ένα πρακτικό σχέδιο επιθεώρησης τόσο για τον όγκο του πρωτοτύπου όσο και για τον όγκο παραγωγής. Τα καθαρά εσωτερικά κανάλια είναι το αποτέλεσμα σκόπιμου σχεδιασμού, ελέγχου διαδικασίας και επαλήθευσης-και όχι αυτόματο αποτέλεσμα της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης.