Plaistigh innealtóireachta a chur i bhfeidhm i laghdú meáchain ar threalamh leictreonach

2022-11-15

1. Réamhrá


  Tá táirgí leictreonacha radar ag forbairt go tapa. Chomh maith lena bhfeidhmeanna níos mó agus níos mó agus feidhmíocht níos airde, tá a meáchan marbh ag éirí níos éadroime agus níos lú. Ag an gcéim seo, úsáideann trealamh míleata ábhair chomhchodacha go príomha. Tá airíonna meicniúla na n-ábhar ilchodach den scoth. Is féidir an laghdú meáchain iomlán a bhaint amach trí dhearadh leas iomlán a bhaint struchtúrach nó úsáid a bhaint as ábhair miotail íseal-dlúis (cosúil le cóimhiotal alúmanaim agus ábhair chóimhiotal maignéisiam). Mar sin féin, i gcás roinnt trealamh leictreonach beag, tá an corrlach le haghaidh leas iomlán a bhaint struchtúrach teoranta. Ag smaoineamh ar an ábhar féin, is féidir le hathsholáthar plaistigh innealtóireachta le dea-fheidhmíocht agus dlús íseal freisin meáchan éadrom táirgí a bhaint amach.


  Tá dlús an chuid is mó de phlaistigh innealtóireachta níos lú ná 2 g/cm3. I gcomparáid le táirgí alúmanam a úsáidtear go forleathan inniu, is féidir cáilíocht na dtáirgí a laghdú 50% trí úsáid a bhaint as táirgí plaisteacha innealtóireachta chun samhlacha a phróiseáil leis an struchtúr céanna. Fuarthas níos mó agus níos mó cineálacha plaistigh innealtóireachta, agus tá feidhmíocht den scoth ag roinnt plaistigh innealtóireachta. Dá bhrí sin, tá méadú de réir a chéile ar an taighde maidir le cur i bhfeidhm agus leathnú plaistigh innealtóireachta. Scrúdaíonn an páipéar seo cur i bhfeidhm plaistigh innealtóireachta i dtáirgí radair, agus úsáideann sé dlús íseal plaistigh innealtóireachta chun táirgí éadroma a bhaint amach.


2. Anailís iarratais ar threalamh leictreonach plaistigh innealtóireachta


  Feabhsaíonn dearadh struchtúrach trealamh leictreonach go príomha cumas an táirge iomláin a oiriúnú do thimpeallachtaí oibre éagsúla ó na ceithre ghné seo a leanas. Is gá anailís a dhéanamh ar an bhféidearthacht roinnt ábhar miotail a athsholáthar le plaistigh innealtóireachta bunaithe ar struchtúr agus feidhm trealaimh leictreonaigh.


  a) Úsáidtear an cás leictreonach go príomha chun comhpháirteanna leictreacha éagsúla a shuiteáil agus neart agus stiffness struchtúr meicniúil iontaofa a sholáthar chun gnáthoibriú an táirge ar fad a chinntiú. Tá airíonna meicniúla plaistigh innealtóireachta difriúil mar gheall ar a modhanna foirmithe agus a gcomhdhéanamh éagsúla, ach go ginearálta tá ard-neart acu. Is féidir na hábhair a roghnú de réir na gceanglas úsáide sonracha. Agus tá stiffness sonrach níos airde ag cóimhiotal alúmanaim (2.7 × 103kg/m3), cóimhiotal maignéisiam (1.8 × 103kg/m3), an chuid is mó de phlaistigh innealtóireachta (1.2 × 103 kg/m3). Dá bhrí sin, is bealach tábhachtach é plaistigh innealtóireachta a chur in ionad ábhair miotail chun meáchan na struchtúr a laghdú.


  b) Is féidir le baill struchtúracha cumas diomailt teasa an trealaimh leictrigh a fheabhsú, ardú teochta na gcomhpháirteanna laistigh den raon incheadaithe a rialú nó a chinntiú go bhféadfaidh comhpháirteanna sa trealamh turraing teirmeach athruithe teochta tobann a sheasamh. Tá seoltacht teirmeach, friotaíocht teasa agus leathnú teirmeach plaistigh innealtóireachta an-difriúil ó seoltacht ábhar miotail. Is é teocht oibriúcháin trealaimh leictreonaigh ghinearálta ná − 20 ° C 〜 + 85 ° C. Is féidir plaistigh innealtóireachta is coitianta a chur i bhfeidhm, mar shampla, is é teocht dífhoirmithe teirmeach polycarbonate +127 ° C.


  Maidir le trealamh leictreonach, tá seoltacht theirmeach ríthábhachtach. Tá seoltacht theirmeach an chuid is mó de phlaistigh innealtóireachta íseal, go ginearálta 0.14 〜 0.34 W / (m · K). Faoi láthair, déantar taighde éagsúla ar sheoltacht theirmeach plaistigh innealtóireachta chun ábhair chomhchodacha a chruthú le seoltacht ard teirmeach trí mheán seoltacht teirmeach ard a dhó. Cé go bhfuil seoltacht theirmeach an chomhdhéanta feabhsaithe na céadta uair, suas le 20 〜 35 W / (m · K), tá bearna mór fós ann i gcomparáid leis na hábhair diomailt teasa miotail traidisiúnta (120 〜 250 W / (m · K)). Dá bhrí sin, le haghaidh trealamh leictreonach radar comhtháite ard-dlúis, níor cheart plaistigh innealtóireachta a úsáid mar chomhpháirteanna seoltaí teasa agus aistrithe teasa.


  c) Feabhsaíonn an cás leictreonach cumas an trealaimh iomláin timpeallacht chrua a sheasamh trí dhearadh struchtúrach, agus tá sé infheidhme ar dhálaí foircneacha comhshaoil ​​éagsúla. Tá friotaíocht maith creimeadh ag an gcuid is mó de phlaistigh innealtóireachta in aigéad, alcaile, salann agus meáin eile, agus tá a bhfeidhmíocht leictriceimiceach níos fearr ná feidhmíocht na n-ábhar miotail.


  d) Glacfar bearta deartha struchtúracha do threalamh leictreonach chun an trasnaíocht leictreamaighnéadach ón timpeallacht sheachtrach chuig an trealamh inmheánach a íoslaghdú agus chun sceitheadh ​​leictreamaighnéadach trealaimh inmheánach chuig an timpeallacht sheachtrach a laghdú. Mar gheall ar na ceanglais sciath leictreamaighnéadacha, déantar an bhlaosc chassis de ghnáth as ábhair mhiotail chun leanúnachas an bhlaosc a chinntiú agus timpeallacht sciath leictreamaighnéadach inmheánach a sholáthar. Is ábhair pholaiméire iad an chuid is mó de phlaistigh innealtóireachta, agus is é a seoltacht lag an chúis is mó a chuireann srian ar a n-úsáid i dtrealamh leictreonach. Is féidir le péint seoltaí a spraeáil ar dhromchla seachtrach plaistigh innealtóireachta chun seoltacht áirithe a bheith ar a dhromchla ról sciath miotail a chosaint.


  Is féidir a fheiceáil ón anailís gur féidir le plaistigh innealtóireachta páirteanna struchtúracha ualachiompartha de threalamh leictreonach a athsholáthar, agus éifeacht sciath leictreamaighnéadach a bhaint amach trí sciath seoltaí a bhratú ar a bhalla istigh, rud a laghdódh meáchan an trealaimh.


3. Roghnú plaistigh innealtóireachta


a) Teicneolaíocht phróiseála


  Tá tréithe ábhartha plaistigh innealtóireachta éagsúla difriúil, agus tá na teicneolaíochtaí próiseála comhfhreagracha difriúil freisin. Is gá modhanna próiseála agus déantúsaíochta cuí a roghnú de réir na sprioc-ábhar, ionas go dtabharfar spraoi iomlán d'airíonna na n-ábhar. Taispeántar teicneolaíocht próiseála coitianta i dTábla 1.


  Is féidir a fheiceáil ó Tábla 1 go bhfuil múnlaí agus uirlisí próiseála casta ag teastáil ón gcuid is mó de na próisis thuas. Dá bhrí sin, ní modhanna próiseála idéalach iad baisceanna beaga de tháirgí le struchtúir chasta ag an gcéim deartha agus forbartha radair.


  Baineann meaisínithe NC le meaisínithe traidisiúnta, is féidir a úsáid chun páirteanna simplí a dhéanamh. Maidir le struchtúir chasta, is féidir teicneolaíocht priontála 3D a úsáid chun baisc aonair nó bhaisc bheag de chodanna struchtúracha a tháirgeadh trí phróiseáil rialaithe uimhriúil agus priontáil 3D a chomhcheangal.


  Tábla 1 Próisis Choiteanna Próiseála

Próiseas Foirmithe

múnla

brú

teocht

Múnlú comhbhrúite

Is ea

Brú sa mhúnla

Téamh i múnla

múnlú insteallta

Is ea

Brú sa mhúnla

Téamh san fhearas

réitigh

Is ea

/

/

Tumadh, sciath agus foirmiú

Is ea

/

Téamh i múnla

Teicneolaíocht priontála 3D

Uimh

Brúnú nozzle

Téamh nozzle

Meaisínithe CNC

Uimh

Brú uirlis

/


  b) Airíonna Ábhar

Éilíonn an modh próiseála priontála 3d roghnú na n-ábhar priontála comhfhreagrach. Agus ábhair á roghnú le haghaidh táirgí leictreonacha, roghnófar ábhair a bhfuil airíonna meicniúla meánach agus ard-neart agus friotaíocht ardteochta os cionn 80 ℃. Is iad na hábhair roghnaithe polycarbonate (PC), níolón (Bileog PA), comhpholaiméir styrene bútaidhé-éin acrylonitrile (ABS) agus céatóin éitear polyether (PEEK). Féach Tábla 2 le haghaidh paraiméadair feidhmíochta ar leith.


Tábla 2 Paraiméadair Feidhmíochta Ábhar

Feidhmíochta

PC

ABS

pEEK

PA

Uasneart teanntachta/MPa

57.0

32.0

93.5

48.0

Fadú teanntachta ag sos/%

4.80

7.00

7.45

18.00

Neart lúbthachta uasta/MPa

69

60

145

50

Teocht dífhoirmithe teirmeach/°C

138

96

147

100

Comhéifeacht leathnaithe teirmeach ( × 10−5)/◦C−1

3.800

8.820

5.314

3.600

Dlús/(g · cm − 3)

1.20

1.04

1.28

1.00

Bileog níolón 6


  Maidir le priontáil 3D, tá costais ábhair éagsúla difriúil. Tá an praghas is airde ag PEEK leis an fheidhmíocht is fearr, agus tá praghsanna measartha ag PC, ABS agus PA. Ó thaobh feidhmíochta ábhartha agus geilleagair, ní féidir le hábhair PC agus PA neart a chinntiú, ach freisin cobhsaíocht a choinneáil ag teocht ard. Is ábhair iad a chomhlíonann riachtanais úsáide bunúsacha an tionscail radair, agus tá siad saor. Tá siad oiriúnach le haghaidh baisceanna beaga agus cineálacha éagsúla páirteanna athsholáthair próiseála.


4. Dearadh laghdaithe meáchain ar chás múnlaithe tionsclaíoch

  

  Mar threalamh iniompartha, is é 6063 cóimhiotal alúmanaim an t-ábhar dearadh bunaidh de chás múnlaithe tionsclaíoch. Tá an meaisín iomlán trom, nach bhfuil a chabhródh le hoibriú agus úsáid pearsanra. Dá bhrí sin, tá gá le dearadh laghdaithe meáchain.


a) Struchtúr an chassis


  Glacann an chassis dearadh seolta fuaraithe dúnta 3U, atá comhdhéanta go príomha de phlátaí fuaraithe uachtaracha agus íochtaracha, painéil tosaigh agus cúil, frámaí deighilte, plátaí taobh agus plátaí gléasta lucht leanúna. Aistrítear an teas ón pláta treorach fuaraithe chuig na plátaí fuaraithe uachtaracha agus íochtaracha, agus ansin déantar an teas a urscaoileadh ag an fhuarú aer tánaisteach trí fhiacla fuaraithe plátaí fuaraithe uachtaracha agus íochtaracha an chassis. Cruthaítear struchtúr dúnta taobh istigh den chás chun inoiriúnaitheacht chomhshaoil ​​agus feidhmíocht sciath leictreamaighnéadach an mheaisín iomláin a chinntiú.


b) Dearadh laghdú meáchain


  Le haghaidh diomailt teasa, ní mór na plátaí fuaraithe uachtaracha agus íochtaracha den chassis a dhéanamh fós d'ábhair miotail le seoltacht theirmeach maith. I gcomparáid le cóimhiotal alúmanaim sraith 6063 den chassis bunaidh, tá an pláta fuar déanta as cóimhiotal maignéisiam le seoltacht teirmeach ard. Úsáidtear na codanna atá fágtha (cosúil le painéal tosaigh, painéal taobh agus struchtúir aistrithe teasa eile) go príomha chun imfhálú an chassis a fhoirmiú, agus is féidir roinnt páirteanna leictreacha a shuiteáil ag an am céanna. Is féidir plaistigh innealtóireachta le dlús níos ísle a úsáid. An uair seo, úsáidtear ábhair PC agus PA chun iad a athsholáthar.


  Seachas an struchtúr seoltaí teasa, tá baill struchtúracha eile den chassis déanta as plaistigh innealtóireachta. Chun feidhmíocht sciath leictreamaighnéadach an chassis a áirithiú, cuirfear péint seoltaí i bhfeidhm ar dhromchla inmheánach na mball struchtúrach. Roghnaítear greamaigh airgid nó péint seoltaí nicil mar ábhar spraeála do dhromchla istigh na mball struchtúrach.

Tá feidhmíocht phróiseála den scoth ag ábhair PC nó PA. Tar éis a phriontáil, is féidir comhéadain suiteála éagsúla páirteanna (cosúil le poill snáithithe, poill isteach snáithe sreang cruach, etc.) a iar-phróiseáil chun cruinneas cóimeála an chassis a chinntiú. Taispeántar an táirge clóite i bhFíor 3.


pa bileog


  Ar deireadh, déantar an tástáil próiseála snáithe. Le haghaidh páirteanna struchtúracha priontála 3D, mar gheall ar shrianadh meicníochta próiseála, tá go leor bearnaí taobh istigh, agus beidh an sleeve snáithe sreinge cruach iar-phróiseáilte ag titim amach agus crack tar éis a shuiteáil, mar a thaispeántar i bhFíor 4. D'fhonn an fhadhb seo a réiteach , úsáidtear modh meaisínithe NC próifílí chun páirteanna a dhéanamh le snáitheanna. Maidir leis an trealamh seo, cuirtear próifílí PA in ionad na plátaí ar an dá thaobh le haghaidh próiseála díreach, agus cuirtear isteach sreang cruach. Trí fhíorú fisiceach, tá an sleeve snáithithe suiteáilte go docht gan titim amach.


c) Anailís mheicniúil


  Is iad na codanna athsholáthair painéal tosaigh, pláta clúdaigh cúil, pláta taobh, pláta gléasta lucht leanúna agus fráma scoilte. Déantar an seiceáil tionchair go príomha le haghaidh saintréithe droch-insínteacht ábhar. Is é an coinníoll ríomh gurb é an luasghéarú domhantarraingthe i dtreo X agus treo Y ná 9 g faoi seach, agus is é 14 g an luasghéarú domhantarraingthe i dtreo Z, agus is é 11 ms an t-am.


  Ó na torthaí insamhalta meicniúla, is féidir a fheiceáil go bhfuil an strus uasta 8.42 MPa tar éis an chassis a luchtú le ualach tionchair i dtrí threoir, agus tá an neart ábhartha 1.5 uair den fhachtóir sábháilteachta, atá níos lú ná an neart ábhar níolón. 32 MPa, ag comhlíonadh na gceanglas úsáide.


d) Anailís theirmeach


  Tá cúig bhord sa chassis den chuid is mó, le tomhaltas cumhachta iomlán de 60.2 W. Is é an t-innéacs dearadh teirmeach an teocht chomhthimpeallach uasta de 55 ° C, tá teocht bhlaosc na bhfeistí leictreonacha níos ísle ná 85 ° C, agus tá teocht an bhalla taobh den bhalla. tá an chassis níos ísle ná 75 ° C. Is é 71.4 ° C an teocht uasta ar bhalla taobh an chassis, agus is é 82 ° C an teocht uasta de chomhpháirteanna an bhoird, atá le feiceáil ar an mbord stórála agus a chomhlíonann na ceanglais dearaidh.


e) Achoimre


  Is é an príomh-ábhar diomailt teasa an chassis cóimhiotal maignéisiam le seoltacht teirmeach ard in ionad an t-ábhar cóimhiotal alúmanaim bunaidh. Athraítear an chuid eile de na codanna struchtúracha go plaisteach innealtóireachta Níolón 6 leatht, agus déantar mais gach cuid a ríomh, mar a thaispeántar i dTábla 4. Ar bhonn na dtáscairí go léir a chomhlíonadh, laghdaítear meáchan iomlán struchtúr an chassis 45.3%, rud a léiríonn go bhfuil éifeacht laghdaithe meáchain plaistigh innealtóireachta agus maignéisiam éadrom. cóimhiotal an-soiléir. Tá meáchan an fhráma iomlán thart ar 2 kg, ag freastal ar riachtanais ardaithe pearsanra, agus innéacs cáilíochta an ardáin iompróra a shábháil.


ábhar

mais iomlán/g

Costas/yuan

cóimhiotal alúmanaim

3691

20000

Cóimhiotal maignéisiam

2461

25100

PA

1931

14000


  Ó thaobh na meicnic agus na teirmidinimic, rinneadh insamhalta agus turgnamh ar an gcás a tháinig in ionad ábhar PC agus ábhar PA. Glacann an péint seoltaí greamaigh airgid, rud a chinntíonn ní hamháin feidhmíocht sciath leictreamaighnéadach an chassis, ach a fheabhsaíonn trí fheidhmíocht phromhaidh an struchtúir freisin.


  Maidir le táirgí plaisteacha, is gá freisin a dtréithe atá ag dul in aois éadrom a thástáil trí thurgnaimh aosaithe solais chun saol seirbhíse a n-ábhar a fhíorú faoi speictrim éagsúla.


5. Mar fhocal scoir


  Úsáidtear plaistigh innealtóireachta go forleathan i réimsí sibhialta mar fhearais leictreonacha, gluaisteán agus foirgnimh mar gheall ar a n-airíonna cuimsitheacha den scoth. Le miniaturization leanúnach trealaimh leictreonach, tá ionchais leathan ag plaistigh innealtóireachta i réimse an trealaimh leictreonaigh mhíleata. Maidir le trealamh leictreonach de chineál cáis, is féidir plaistigh innealtóireachta a úsáid ag suíomhanna cuí chun ábhair mhiotail a athsholáthar, chun éifeachtacht chumhachta an chórais iomláin a fheabhsú, agus an próiseas déantúsaíochta agus cóimeála páirteanna tábhachtacha a bharrfheabhsú agus a shimpliú.


  I gcur i bhfeidhm plaistigh innealtóireachta, is gá tuiscint iomlán a fháil ar airíonna fisiceacha, ceimiceacha, meicniúla agus eile na n-ábhar, agus le chéile le modhanna sciath agus déantúsaíochta níos aibí chun dearadh éifeachtach leas iomlán a bhaint as laghdú meáchain. I gcás táirgí píosa aonair agus bhaisc bheaga, tá costais priontála 3D íseal. Mar gheall ar an bprionsabal foirmithe, áfach, tá sé deacair páirteanna struchtúracha a fháil le hábhair dlúth cosúil le miotail, a bhfuil pores inmheánacha acu agus nach leor an neart struchtúrach áitiúil; I gcás líon mór táirgí, is féidir le múnlú insteallta a chinntiú go gcruthófar páirteanna struchtúracha daingean cáilíochta. Dá bhrí sin, nuair a bhíonn plaistigh innealtóireachta á gcur i bhfeidhm, is gá fachtóirí costais agus feidhmíochta a chomhcheangal agus modhanna próiseála a mheas go cuimsitheach.


Seol