Hogyan lehet ellenőrizni a 3D nyomtatott akkumulátor hűtőlemez belső csatornáit?

Az ügyfél egy gyönyörű 3D nyomtatott akkumulátorhűtő lemezt kap. A külső tökéletesen néz ki, a felületek tiszták, a rögzítési lyukak egy vonalban vannak. A rendszertesztelés során azonban a hűtőfolyadék áramlása kisebb a vártnál, a nyomásesés nagyobb, mint amit a konstrukció megenged, vagy ami még rosszabb,-lassan szivárog. A probléma szinte mindig a csatornákon belül van, amit senki sem lát. A maradék por, beszűkült járatok, érdes falak vagy enyhe geometriai torzulások ronthatják a hőteljesítményt még akkor is, ha az alkatrész külseje hibátlan. Ez a cikk elmagyarázza, miért olyan nehéz a belső csatornákat ellenőrizni, milyen öt gyakorlati módszer áll rendelkezésre, hogyan válasszuk ki a megfelelő kombinációt, milyen hibákat találunk leggyakrabban, és milyen kérdéseket tegyünk fel beszállítójának a megrendelés előtt.

Miért nehéz ellenőrizni a belső csatornákat?

A fémadalékos gyártás olyan bonyolult konform hűtőcsatornákat hoz létre, amelyeket a hagyományos megmunkálás nem képes előállítani. Ugyanezek a csatornák a legnehezebben ellenőrizhető jellemzők. Elcsavaródnak, elágaznak, megváltoztatják az átmérőt és gyakran mélyen befutnak az alkatrész belsejébe. Az építés befejezése után a csatornák teljesen le vannak zárva. Nem helyezhet beléjük tolómérőt vagy CMM-szondát.

A gyakori gyártási problémák súlyosbítják a problémát. A por eltávolítása után a maradék por beszorulhat. A lefelé-néző felületek általában sokkal durvábbak, mint a fel-felfelé nézők. A helyi túlmelegedés vagy az elégtelen támogatás a csatorna keresztmetszete-zsugorodását vagy torzulását okozhatja. Már a hidraulikus átmérő kismértékű csökkentése vagy a felületi érdesség növekedése is növeli az áramlási ellenállást és csökkenti a hőátadási hatékonyságot.

Az akkumulátor hőkezelése könyörtelen. Az NREL és más laboratóriumok kutatásai azt mutatják, hogy a megnövekedett cella-hőmérséklet és a nagy hőmérsékleti gradiensek felgyorsítják a kapacitás elhalványulását, és növelik a termikus kifutás kockázatát. A csomag szoros hőmérsékleti ablakon belüli (gyakran durván 15–35 fokon belüli) tartása kritikus fontosságú az élet és a biztonság szempontjából. Az a hűtőlemez, amelynek belső csatornái részben el vannak zárva vagy alulméretezettek, nem tudja biztosítani a tervezett hőelvezetést, így az egész csomag szenved.

5 módszer a belső csatornák ellenőrzésére

CT szkennelés

Az ipari számítógépes tomográfia jelenleg az egyetlen roncsolásmentes módszer, amely képes mérni a belső csatornák teljes háromdimenziós geometriáját. A szkenner térfogati adatkészletet hoz létre, amely feltárja a maradék por mennyiségét, a helyi korlátozásokat, a falvastagság változását és a CAD-modelltől való eltérést. A fém hűtőlemezek tipikus felbontása az alkatrészmérettől és az anyagsűrűségtől függően 50 µm és 100 µm között van. A 3D nyomtatott alkatrészek CT szkennelése az aranyszabvány, ha kvantitatív belső csatorna méretmérésre van szüksége.

Flow Test

A víz vagy hűtőfolyadék szabályozott áramlását egy meghatározott nyomással vagy áramlási sebességgel nyomják át a csatornákon. A mért áramlási sebességet összehasonlítják a tervezési értékkel. Ez a teszt gyors, olcsó és közvetlenül kapcsolódik a teljesítményhez. Nem tudja megmondaniahola korlátozás vagy mennyit változott a geometria, de gyorsan megjelöli azokat a részeket, amelyek -alul teljesítenek.

Nyomásesés teszt

Nyomásérzékelők vannak elhelyezve a bemeneti és kimeneti nyílásoknál, miközben a folyadék állandó sebességgel áramlik. A váratlanul nagy nyomásesés szinte mindig eltömődésre, érdességre vagy csökkent -keresztmetszetre utal. Az áramlási teszthez hasonlóan ez sem -roncsoló és gyártásbarát-, mégsem ad geometriai részleteket.

Borescope / Endoszkóp

Rugalmas vagy merev endoszkóp behelyezhető nagyobb, viszonylag egyenes csatornákba. Szemrevételezéssel pormaradványok, érdes felületek vagy támasztómaradványok fedezhetők fel. A módszer a hozzáférhető járatokra korlátozódik, és nem képes pontosan mérni a méreteket.

Kivágás-Nyissa meg a szakaszolást

A kiválasztott részeket metszetekre vágják, és a vágott felületeket mikroszkóppal vagy optikai CMM-mel vizsgálják. Ez a legközvetlenebb módja annak, hogy megbizonyosodjon arról, hogy mit lát a CT vagy az áramlási teszt, de az alkatrész megsemmisült. Általában csak folyamatellenőrzésre vagy első -cikk-korrelációra használják.

Melyik módszert érdemes választani?

A prototípus és a kis{0}}köteges ellenőrzéshez a legtöbb vevő kombinálja a CT-vizsgálatot egy alkatrészmintán 100%-os áramlási vagy nyomásesési{2}}teszttel. A sorozatgyártás során a keverék gyakran a funkcionális tesztelés és az időszakos CT-audit irányába tolódik el. Ha a rajz szűk belső tűréseket követel, vagy a csatornák nagyon összetettek,Hűtőcsatorna ellenőrzéseA CT továbbra is a legmegbízhatóbb módja a belső csatorna méretmérésének megerősítésének.

Gyakori problémák, amelyeket a csatornákon belül találunk

Pormaradványok és dugulások– A hiányos pormentesítés laza vagy részben szinterezett port hagy, ami korlátozza az áramlást. Az építés után alapos vibráció, sűrített-levegő vagy vegyszeres tisztítási protokoll szükséges.

Alulméretezett vagy torz csatornák– A hőfelhalmozódás vagy a támaszték hiánya több tíz vagy száz mikronnal{0}}csökkentheti a keresztmetszetet. A folyamat-paraméter-optimalizálása és a jobb támogatási stratégiák csökkentik a problémát.

Túlzott belső érdesség– Különösen a lefelé{0}} található bőrfelületek lehetnek nagyon érdesek, ami növeli a nyomásesést. Az építési tájolás és a folyamat utáni-polírozás (csiszolófolyadék vagy vegyszer) javítja a helyzetet.

Támogatás maradványai– A nem teljesen eltávolított belső támasztékok helyi akadályokat okoznak. Az öntámogató csatornák-tervezése vagy a támogatás gondos eltávolítása elengedhetetlen.

Fal{0}}vastagság változása– A helyi túlmelegedés vagy portapadás a falakat vastagabbá vagy vékonyabbá teheti a tervezettnél, ami hatással van a szilárdságra és a hőteljesítményre is.

Ezen hibák mindegyike átmenhet a külső szemrevételezésen, de a hűtőlemez -alulteljesítményét vagy szivárgását okozhatja a telepítés után.

Valódi eset a Sunhingstones-tól

Egy új-energia-jármű-beszállítónak szüksége volt egy alumínium 3D nyomtatott akkumulátor-hűtőlemez-családra, amely összetett konform csatornákkal rendelkezik. A korai prototípusok jó külső méreteket mutattak, de az áramlási teszt sikertelen volt: a mért áramlás 18-22%-kal volt a cél alatt, és a nyomásesés ennek megfelelően magas volt. A CT-vizsgálatok több elágazó csatornában pormaradványt és akár 0,3 mm-es helyi keresztmetszet-csökkenést is kimutattak.

A csapat beállította a lézerparamétereket és a szkennelési stratégiát a kritikus csatornarégiókhoz, bevezetett egy több-lépcsős pormentesítési és ultrahangos tisztítási szekvenciát, és minden építőlemezen CT-mintavételt és 100%-os áramlástesztet vezetett be. A folyamat bezárása-után a következő adagok áramlási sebességet értek el a tervezési érték 5%-án belül és a nyomásesés{5}}értékei a megadott ablakon belül. A kritikus belső jellemzők dimenzióhozama 95% fölé emelkedett.

Mit kérdezzen meg szállítójától rendelés előtt

Megrendelés előtt kérjen egyértelmű választ a következő pontokra:

Milyen vizsgálati módszereket fognak alkalmazni a belső csatornákon (CT, áramlás, nyomásesés vagy kombináció)?

Méretre vonatkozó jelentést vagy CT-elemzést készítenek az első -cikkrészekhez?

Milyen pormentesítési és tisztítási eljárást alkalmaznak, és hogyan ellenőrizhető a maradék por?

Meg tudja mutatni a szállító a korábbi adatokat, amelyek összefüggésbe hozzák a CT-eredményeket az áramlási vagy nyomásesési{0}}teljesítménnyel?

Mi a folyamatképesség a belső csatornaméretekhez hasonló részeken?

Ha olyan alkalmas fém 3D nyomtatási gyártót vagy akkumulátorhűtőlemez-gyárat választ, amely már ismeri ezeket a problémákat, csökkenti a késői felfedezések kockázatát. A fém 3D nyomtatási szolgáltatásban EV Battery alkalmazásokhoz jártas beszállító a belső csatorna ellenőrzését a folyamat szabványos részeként kezeli, nem pedig utólagos gondolatként. Az adalékanyagból{4}}gyártott hűtőalkatrészek minőségellenőrzésére irányuló iparági figyelem folyamatosan növekszik, ahogy egyre több elektromos jármű platform kerül a nagy mennyiségű gyártásba.

GYIK

Hogyan ellenőrizheti a 3D nyomtatott alkatrész belsejét anélkül, hogy levágná?
Az elsődleges roncsolásmentes módszer az ipari CT-vizsgálat, amely teljes 3D-s térképet készít a belső csatornákról. Az áramlásteszt és a nyomásesés-tesztelés működési megerősítést nyújt az alkatrész tönkretétele nélkül.

Mennyire pontos a hűtőcsatornák CT-vizsgálata?
Az alkatrészmérettől, az anyagtól és a szkennelési paraméterektől függően az ipari CT jellemzően az 50–100 µm-es tartományban oldja meg a jellemzőket, és jó metrológiai megbízhatósággal képes számszerűsíteni a csatornaátmérőt, a falvastagságot és a maradék por elhelyezkedését.

Az áramlási teszt helyettesítheti a CT-vizsgálatot?
Az áramlási teszt megerősíti, hogy a csatornák megfelelően működnek, de nem találja meg a hibát, és nem tudja megmérni a tényleges geometriát. A két módszer kiegészíti egymást; sok projekt mindkettőt használja.

Honnan tudhatom, hogy a por még mindig a csatornákban ragadt-e?
A CT-vizsgálat a legmegbízhatóbb módja a maradék por kimutatásának. A funkcionális áramlási vagy nyomásesési tesztek súlyos elzáródásokat is jeleznek, de az enyhe maradék por továbbra is átmegy az áramlási teszten, miközben csökkenti a hosszú távú megbízhatóságot.

Kínál egyedi hűtőlemezeket nagykereskedelmi mennyiségben?
Igen. Miután a folyamatot CT-vel és funkcionális teszteléssel validálták, ugyanazok a paraméterek és az ellenőrzési terv skálázódik a gyártási mennyiségekre az egyedi hűtőlemez nagykereskedelmi ellátáshoz.

Készen áll a hűtőlemez csatornáinak ellenőrzésére?

Küldje el nekünk 3D modelljét vagy rajzát. Felülvizsgáljuk a belső csatorna kialakítását, javasoljuk a CT-vizsgálat és a funkcionális tesztelés megfelelő kombinációját, valamint egyértelmű DFM- és vizsgálati tervet készítünk. A 3D nyomtatott akkumulátorhűtő lemez belsejének megfelelő ellenőrzése védi mind a hőteljesítményt, mind a projekt idővonalát.