Aukšto -slėgio laminavimo-grandinėms plokštėms, kompozitinėms plokštėms ar dekoratyviniams laminatams-kaitinimo plokštė turi atlaikyti didžiules gniuždymo jėgas, išlaikant tikslų lygumą ir vienodą temperatūrą. Standartinė šildymo plokštės konstrukcija neatlaikys šios paslaugos. Nurodant aaukšto slėgio laminavimo šildymo plokštėreikalauja kruopštaus dėmesio plokštumo tolerancijai, plokštės storiui, šildytuvo patvarumui ir paviršiaus apdailai. Šiame vadove aprašomos svarbiausios hidrauliniuose laminavimo presuose naudojamų kaitinimo plokščių specifikacijos ir inžineriniai aspektai.
Pagrindiniai aukšto slėgio{0}}laminavimo šildymo plokščių projektavimo reikalavimai
Laminavimo preso kaitinimo plokštė vienu metu atlieka dvi funkcijas: užtikrina vienodą šilumą, kad sukietėtų arba surištų sluoksnius, ir tolygiai perduoda laminavimo slėgį per ruošinį. Sugedus bet kuriai funkcijai produktas atmetamas. Toliau nurodytos specifikacijos yra būtinos.
1. Plokštumas ir lygiagretumas
Kritinė specifikacija yra kaitinimo plokštės darbinio paviršiaus lygumas. Esant visam laminavimo slėgiui (paprastai 100–400 psi arba 0,7–2,8 MPa ant ruošinio), bet koks paviršiaus nelygumas pereina tiesiai į laminatą, sukeldamas storio pokyčius, sluoksniuotumą arba paviršiaus defektus.
Specifikacijos gairės:
Matuojant kambario temperatūroje ant neapkrautos lėkštės, lygumas turėtų būti 0,001–0,002 colio pėdoje (0,08–0,17 mm vienam metrui).
Po apdirbimo plokštės dažnai pašalinamos{0}}įtempimai (termiškai apdorojamos), kad būtų išvengta deformacijos kaitinant iki darbinės temperatūros (dažniausiai 150–250 laipsnių daugeliui laminatų).
Lygiagretumas tarp viršutinių ir apatinių paviršių (vienos plokštelės) arba tarp priešingų plokštumų kelių dienos šviesos preso{0}}eigoje turi būti panašiai įtemptas, paprastai 0,002 colio pėdai.
Laminavimo preso konstrukcijoje plokštumas tikrinamas naudojant tikslią tiesinimo ir poslinkio matuoklį arba koordinačių matavimo mašiną (CMM). Labai svarbu, kad plokštumas būtų išlaikytas esant šiluminėms ir mechaninėms apkrovoms.
2. Plokštės medžiaga ir storis standumui užtikrinti
Plokštė turi būti atspari deformacijai pagal taikomą preso tonažą. Įlinkis didėja didėjant plokštės ilgiui ir mažėja didėjant kubo storiui. Medžiagos pasirinkimas turi įtakos standumui (tamprumo moduliui) ir šilumos laidumui.
Įprastos medžiagos:
| Medžiaga | Elastingumo modulis (GPa) | Šilumos laidumas (W/m·K) | Tipiškas naudojimas |
|---|---|---|---|
| Plienas (A36, 4140) | 200 | 45 | Didelio tonažo,{0}}dėvėjimuisi atsparūs paviršiai |
| Aliuminis (6061-T6) | 69 | 167 | Mažesnis tonažas, greitesnė šiluminė reakcija |
| Nerūdijantis plienas (304, 316) | 193 | 16 | Korozinė aplinka, aukšta temperatūra |
Plienas yra tinkamas daugeliui aukšto slėgio{0}}laminavimo priemonių dėl didelio standumo ir mažos deformacijos veikiant apkrovai. Aliuminis gali būti naudojamas mažesniems presams arba mažesnio slėgio darbams, tačiau norint pasiekti lygiavertį standumą, reikia žymiai didesnio storio.
Plokštės storio nustatymas:
Reikalingas storis apskaičiuojamas pagal plokštės neatraminį tarpatramį (atstumą tarp presavimo rėmo atramų), didžiausią laminavimo slėgį ir leistiną įlinkį. Įprasta plieninių plokščių taisyklė: storis (coliais) ≈ 0,3 × (tarpatramis pėdomis) esant 200 psi apkrovai su 0,002 colio pėdos deformacijos riba. Tiksliam projektavimui atliekama baigtinių elementų analizė (FEA).
Įprasta aukšto -slėgio laminavimo kaitinimo plokštė, pagaminta iš plieno, yra nuo 25 mm (1 colio) storio mažos 300 mm × 300 mm plokštės iki 100 mm (4 colių) ar daugiau 1,5 m × 3 m plokščių presui.
3. Šildytuvo patvarumas esant gniuždomajai apkrovai
Plokštėje įmontuoti kaitinimo elementai turi atlaikyti pakartotinius suspaudimo ciklus be gedimų. Dažniausiai naudojami dviejų tipų šildytuvai.
Vamzdiniai šildytuvai (su grioveliu konstrukcija):
Vamzdiniai metaliniai -apvalkalai šildytuvai (Incoloy arba nerūdijančio plieno) įspaudžiami į apdirbtus griovelius galinėje plokštės pusėje. Esant laminavimo slėgiui, plokštelė visame skerspjūvyje patiria gniuždymo įtempį. Jei grioveliai per seklūs arba šildytuvas nevisiškai palaikomas, vamzdis gali būti sutraiškytas arba gali sutrumpėti jo vidinės varžos laidas.
Vamzdžių šildytuvų specifikacijos:
Griovelio gylis turi tiksliai atitikti vamzdžio skersmenį (paprastai tinka 0,1–0,2 mm trukdžių).
Virš griovelio apačios iki darbinio paviršiaus turi likti ištisinis medžiagos sluoksnis (mažiausiai 3–5 mm). Tai užtikrina, kad vamzdis neišsiveržs ir nesideformuotų esant slėgiui.
Vamzdžiai kartais įkišami šilumai laidžiu cementu, kad būtų pašalintos tuštumos.
Kasetiniai šildytuvai:
Kasetiniai šildytuvai įdedami į išgręžtas aklinas skyles, paprastai iš plokštės galo arba krašto. Tai apvalūs, cilindriniai elementai su didelio-tankio vidiniu sandarikliu. Kadangi jie yra visiškai uždaryti į uždarą-tolerancijos angą, jie iš prigimties yra atsparesni gniuždymui nei vamzdiniai šildytuvai atviruose grioveliuose.
Aukšto slėgio{0}}laminavimo pranašumai:
Didesnis atsparumas gniuždymui – skylės sienelės visiškai palaiko kasetę.
Galimas didesnis vatų tankis (iki 50 W/cm², palyginti su ~15 W/cm² vamzdiniuose).
Lengvesnis pakeitimas – kasetės gali būti ištraukiamos be mechaninio apdorojimo.
Trūkumas:Reikia daugiau skylių plokštės plotui uždengti, todėl pailgėja apdirbimo laikas ir gali atsirasti šiluminės netolygybės, jei tarpai nėra optimizuoti.
Labai svarbu, kad šildymo elementai išlaikytų elektros izoliaciją esant suspaudimui. Aukštos temperatūros izoliacija (magnio oksidas, žėrutis arba keramika) turi būti įvertinta kaip bendras šiluminis ir mechaninis įtempis. Sumontavus ir prieš pirmąjį naudojimą atliekamas meggerio bandymas, kuriuo patikrinamas izoliacijos vientisumas.
4. Paviršiaus apdaila ir atsparumas dilimui
Šildymo plokštės darbinis paviršius yra veikiamas nuolatinio kontakto su laminatėmis, atpalaiduojančiomis plėvelėmis ir valymo įrankiais. Atsparumas dilimui ir nuosekli apdaila yra labai svarbūs.
Specifikacijos parinktys:
Kietas chromas– 0,05–0,1 mm storio, kietumas 65–70 HRC. Užtikrina puikias atsparumą dilimui ir atpalaidavimo savybes. Dažniausiai naudojamas grandinių plokščių ir dekoratyvinių laminato presams.
Azotavimas (plieninės plokštės)– Korpuso -kietėjimo terminis apdorojimas, kurio metu gaunamas 0,2–0,5 mm sukietėjęs sluoksnis (55–60 HRC). Matmenys nesikeičia, geras atsparumas dilimui.
PTFE arba fluoropolimero danga– Maža trintis ir nepridegantis{0}}paviršius, bet mažiau patvarus esant aukštam slėgiui. Tinka mažo-ciklo arba minkštesnėms laminatėms.
Poliruotas nerūdijantis plienas– Higieninei arba korozinei aplinkai (pvz., maistui ar medicininėms laminatėms). Reikalingas periodinis pakartotinis poliravimas.
Paviršiaus apdaila paprastai nurodoma kaip Ra (vidutinis šiurkštumas). Aukšto -slėgio laminavimo atveju įprasta apdaila yra 0,4–0,8 µm Ra. Optinės klasės laminatams gali prireikti lygesnės apdailos (0,1 µm Ra), tačiau tai padidina išlaidas.
Aukšto slėgio{0}}laminavimo šildymo plokštės specifikacijų kontrolinis sąrašas
Prašant kainos pasiūlymo arba rašant pirkimo specifikaciją, reikia įtraukti šiuos elementus:
| Specifikacija | Tipinė vertė / gairės |
|---|---|
| Plokštės matmenys (I × P × T) | Pritaikyti preso angą; storis skaičiuojamas pagal tarpatramį ir tonažą |
| Medžiaga | Plienas (4140, A36) arba aliuminis (6061) |
| Plokštumas (kambario temperatūra) | Mažiau arba lygus 0,001–0,002 colio/pėdoms (Mažiau arba lygus 0,08–0,17 mm/m) |
| Lygiagretumas (viršuje / apačioje) | Mažesnis arba lygus 0,002 colio/pėdoms (0,17 mm/m) |
| Paviršiaus apdaila (Ra) | 0,4–0,8 µm (0,4 kritinėms optinėms laminatėms) |
| Paviršiaus apdorojimas | Kieta chromo plokštė (0,05–0,1 mm) arba azotavimas |
| Maksimali darbinė temperatūra | Paprastai 200–250 laipsnių standartinėms laminatėms; didesnis specialiems kompozitams |
| Šildymo elemento tipas | Kasetiniai šildytuvai (rekomenduojama) arba vamzdiniai šildytuvai su visais{0}}atraminiais grioveliais |
| Vatų tankis | mažesnė arba lygi 15 W/cm² vamzdiniams; Mažesnė arba lygi 35 W/cm² kasetei (su vienodais tarpais) |
| Temperatūros vienodumas visoje plokštėje | ± 2 laipsniai arba geresnė nustatyta taške |
| Šildymo zonų skaičius | Multiple zones recommended for plates >600 mm bet kokio dydžio |
| Termoporos išdėstymas | Įterptas į plokštę, nesiliečiantis su šildytuvais, paprastai 2–6 zonos |
| Elektros izoliacija | Megger test >10 megaomų esant 500 V DC po surinkimo |
| Didžiausias preso tonažas | Pateikta spaudos gamintojo; plokštė turi būti FEA{0}}patvirtinta šiai apkrovai |
Papildomos aplinkybės, susijusios su daugia{0}}dienos šviesos presais
Kelių{0}}dienos šviesos laminavimo presu (kelios šildymo plokštės sukrautos su tarpais) kiekviena plokštelė yra spaudžiama iš abiejų pusių. Plokštė turi būti simetriškos konstrukcijos, vienodo plokštumo ir abiejų darbinių paviršių paviršiaus apdailos. Šildymo elementai paprastai dedami centrinėje neutralioje plokštumoje, kad būtų išvengta skirtingo šiluminio plėtimosi, kuris gali deformuoti plokštę. Pirmenybė teikiama kasetiniams šildytuvams, montuojamiems iš kraštų, nes juos galima išdėstyti plokštės storio centre.
Šiluminis vienodumas esant slėgiui
Laminavimo slėgis gali paveikti šilumos perdavimą. Suspaustos medžiagos dažnai turi didesnį šilumos laidumą nei palaidos rietuvės. Plokštės konstrukcijoje turi būti atsižvelgta į bet kokius šilumnešius (pvz., presinio rėmo tvirtinimo strypus arba aušinimo linijas). Rekomenduojamas FEA modeliavimas, apimantis ir šilumines, ir mechanines apkrovas. Modeliavimas tikrina, ar:
Deformacija esant visu tonažo kiekiui
Temperatūros pasiskirstymas su siūlomu šildytuvo išdėstymu
Įtempių koncentracija aplink šildytuvo angas ar griovelius
Išvada
Aukšto slėgio{0}}laminavimas reikalauja tvirtos, tiksliai{1}}sukonstruotos šildymo plokštės. Plokštumo tolerancijos 0,001–0,002 colio pėdai užtikrina tolygų slėgio pasiskirstymą ir produkto konsistenciją. Storos plieninės plokštės atsparios deformacijai, o storis skaičiuojamas pagal presavimo tarpą ir talpą. Kasetiniai šildytuvai užtikrina didesnį patvarumą esant gniuždomajai apkrovai, palyginti su vamzdiniais šildytuvais, nes jie yra visiškai uždaryti į išgręžtas skyles. Paviršiaus apdorojimas, pvz., kietas chromavimas arba azotavimas, prailgina plokštės tarnavimo laiką ir pagerina laminato išsiskyrimą. Išsamus specifikacijų kontrolinis sąrašas nurodo pirkimo procesą. Konkrečios programos{10}inžinerija užtikrina patikimą gamybą. Vadovaudamiesi šiomis gairėmis, aaukšto slėgio laminavimo šildymo plokštėgali tarnauti ilgus metus sudėtingose spaudos srityse, nuo spausdintinių plokščių iki kosminių kompozitų.
