Η ευαισθησία θερμοκρασίας της προεπεξεργασίας ABS
Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση πλαστικού ABS απαιτεί μια σειρά προεπεξεργασίας πολλαπλών-σταδίων προτού ξεκινήσει η ηλεκτρολυτική εναπόθεση. Το στάδιο χάραξης χρωμικού οξέος τραχύνει την πλαστική επιφάνεια για να δημιουργήσει μηχανικές θέσεις πρόσφυσης. Το στάδιο ενεργοποίησης του παλλαδίου-κασσιτέρου εναποθέτει καταλυτικούς πυρήνες. Και τα δύο στάδια απαιτούν αυστηρό έλεγχο θερμοκρασίας για σταθερά αποτελέσματα.
Η χάραξη με χρωμικό οξύ λειτουργεί στους 60-70 βαθμούς . Μια διακύμανση θερμοκρασίας ±3 μοιρών σε όλο το λουτρό παράγει μετρήσιμες διαφορές στην τραχύτητα της επιφάνειας. Τμήματα από την καυτή ζώνη υπερ-χαράζονται, δημιουργώντας μεγάλους πόρους που εξασθενούν την πρόσφυση. Μέρη από την ψυχρή ζώνη κάτω από-χαρακτική, αφήνοντας ανεπαρκή επιφάνεια για συγκόλληση μετάλλου. Το αποτέλεσμα είναι η μεταβλητότητα της πρόσφυσης από παρτίδα σε παρτίδα που εκδηλώνεται ως φουσκάλες ή ξεφλούδισμα σε επακόλουθες δοκιμές θερμικού κύκλου.
Τα λουτρά ενεργοποίησης παλλαδίου λειτουργούν στους 25-40 βαθμούς . Οι εκδρομές θερμοκρασίας άνω των 45 βαθμών προκαλούν συσσωμάτωση κολλοειδούς κασσίτερου παλλαδίου-, μειώνοντας την καταλυτική δραστηριότητα. Κάτω από 20 μοίρες, η κινητική ενεργοποίησης επιβραδύνεται και η κάλυψη γίνεται ατελής. Και τα δύο ελαττώματα παράγουν επιμετάλλωση σε ηλεκτρολυτική εναπόθεση νικελίου ή χαλκού.
Το πρόβλημα της κατανομής θερμότητας σε μεγάλες δεξαμενές προεπεξεργασίας
Οι δεξαμενές προεπεξεργασίας ABS είναι συχνά μεγάλες-3.000 έως 8.000 λίτρα-για να χωρέσουν γρίλιες αυτοκινήτου, προσόψεις συσκευών και υδραυλικά. Ένα μόνο πηνίο εμβάπτισης στο ένα άκρο της δεξαμενής δημιουργεί θερμικές κλίσεις σε όλο τον όγκο εργασίας. Το λουτρό κοντά στο πηνίο φτάνει στο σημείο ρύθμισης ενώ το μακρινό άκρο υστερεί κατά 5-8 μοίρες.
Οι χειριστές αντισταθμίζουν αυξάνοντας τη θερμοκρασία του σημείου ρύθμισης στον ελεγκτή, υπερθερμαίνοντας την κοντινή-ζώνη του πηνίου για να αυξήσουν τη μακρινή- θερμοκρασία. Αυτό επιδεινώνει το πρόβλημα υπερ-αργύρωσης για εξαρτήματα στη θερμή ζώνη, ενώ μόλις φέρνει την ψυχρή ζώνη σε προδιαγραφές. Το θεμελιώδες ζήτημα δεν είναι η χωρητικότητα εισόδου θερμότητας αλλά η ομοιομορφία κατανομής θερμότητας.
Πίνακας 1: Σύγκριση ομοιομορφίας θερμοκρασίας κατά διαμόρφωση εναλλάκτη θερμότητας σε δεξαμενή 5.000 λίτρων
| Διαμόρφωση | Μέγ. Θερμ. Απόκλιση (βαθμός) | Πάνω από-Etch Risk Zone | Στην περιοχή -Ζώνη κινδύνου Etch | Βαθμολογία συνοχής παρτίδας |
|---|---|---|---|---|
| Μονό πηνίο SS, ένα άκρο | ±7 | Κοντά σε πηνίο | Βάθος | Φτωχός |
| Διπλά πηνία SS, και τα δύο άκρα | ±4 | Και τα δύο άκρα | Κέντρο | Μέτριος |
| Πλέγμα PTFE πλήρους-κάλυψης | ±1.5 | Κανένας | Κανένας | Εξοχος |
Δεδομένα χαρτογράφησης θερμοκρασίας από συστοιχίες θερμοστοιχείων σε δεξαμενές χάραξης ABS παραγωγής. Η διαμόρφωση πλέγματος παρέχει κατανεμημένη επιφάνεια θέρμανσης σε ολόκληρο το αποτύπωμα της δεξαμενής.
Το διάλυμα δέσμης σωλήνων PTFE
Οι δέσμες σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας PTFE μπορούν να διαμορφωθούν ως εκτεταμένες συστοιχίες πλέγματος που εκτείνονται στο δάπεδο της δεξαμενής ή ως πολλαπλά ανεξάρτητα κυκλώματα ζωνοποιημένα σε διαφορετικά τμήματα της δεξαμενής. Αυτή η ευελιξία σχεδιασμού προκύπτει από την ελαφριά, ευέλικτη φύση των σωλήνων φθοροπολυμερούς.
Ένα πλέγμα πλήρους κάλυψης-PTFE τοποθετεί την επιφάνεια θέρμανσης ομοιόμορφα σε όλο το αποτύπωμα της δεξαμενής. Κάθε τετραγωνικό μέτρο του δαπέδου της δεξαμενής έχει περίπου ίση εισροή θερμότητας. Οι διαφορές θερμοκρασίας στον όγκο εργασίας συρρικνώνονται εντός ±1,5 μοιρών. Τα εξαρτήματα οπουδήποτε στη δεξαμενή αντιμετωπίζουν τις ίδιες συνθήκες χάραξης ή ενεργοποίησης.
Το χημικό περιβάλλον της προεπεξεργασίας ABS απαιτεί αυτήν την κατανεμημένη προσέγγιση θέρμανσης. Το χρωμικό οξύ στις 65 μοίρες προσβάλλει τον ανοξείδωτο χάλυβα μέσω της διάβρωσης των ορίων των κόκκων. Οι ζώνες που έχουν εξαντληθεί{3}}χρώμιο γύρω από τις ραφές συγκόλλησης διαβρώνονται κατά προτίμηση, απελευθερώνοντας ιόντα νικελίου και σιδήρου στο λουτρό χάραξης. Οι δέσμες σωλήνων PTFE είναι χωρίς ραφή και χημικά αδρανείς στο χρωμικό οξύ, εξαλείφοντας τόσο την τοπική διάβρωση όσο και τη μεταλλική μόλυνση.
Βελτιώσεις συνοχής παρτίδων
Η ομοιομορφία θερμοκρασίας μεταφράζεται άμεσα σε συνοχή της διαδικασίας. Τα μέρη που χαράσσονται κάτω από ίδιες θερμικές συνθήκες αναπτύσσουν την ίδια μορφολογία επιφάνειας. Η ενεργοποίηση κασσίτερου παλλαδίου-προχωρά με ομοιόμορφο ρυθμό σε όλες τις επιφάνειες των εξαρτημάτων. Η ενεργοποίηση χωρίς ηλεκτρικό νικέλιο ή χαλκό είναι ταυτόχρονη και πλήρης.
Μια εγκατάσταση επιμετάλλωσης αυτοκινήτου που μετατρέπεται από διπλά πηνία από ανοξείδωτο χάλυβα σε πλέγμα PTFE πλήρους κάλυψης-στο δοχείο χάραξης ABS τεκμηρίωσε τη βελτίωση. Οι αστοχίες πρόσφυσης που σχετίζονται με τη χάραξη, που μετρήθηκαν με δοκιμή θερμικού κύκλου ανά προδιαγραφές αυτοκινήτου, μειώθηκαν από 2,3% ποσοστό απόρριψης σε 0,4%. Η βελτίωση καταβλήθηκε για την αναβάθμιση του πλέγματος PTFE μέσα σε οκτώ μήνες μέσω μειωμένων σκραπ και εκ νέου επεξεργασίας.
Περίληψη
Η προεπεξεργασία με ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση πλαστικού ABS απαιτεί αυστηρή ομοιομορφία θερμοκρασίας που δεν μπορούν να προσφέρουν οι πηγές θερμότητας ενός σημείου-. Τα μεταλλικά πηνία στα λουτρά χάραξης χρωμικού οξέος διαβρώνονται και εισάγουν μόλυνση ενώ δημιουργούν θερμικές κλίσεις που παράγουν ασυνεπή προετοιμασία της επιφάνειας.
Οι δέσμες σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας PTFE που έχουν διαμορφωθεί ως πλήρεις-πλέγματα κάλυψης παρέχουν κατανεμημένη θέρμανση σε ολόκληρο το αποτύπωμα της δεξαμενής. Η απόκλιση θερμοκρασίας συρρικνώνεται στους ±1,5 βαθμούς. Η χημική επίθεση με χρωμικό οξύ εξαλείφεται. Η συνοχή της παρτίδας βελτιώνεται μετρήσιμα στη δοκιμή πρόσφυσης και στην ηλεκτρολυτική εκκίνηση.
Για εγκαταστάσεις επιμετάλλωσης ABS που επιδιώκουν να βελτιώσουν τη συνοχή της προεπεξεργασίας, η μηχανική ανάλυση για τη διαμόρφωση πλέγματος PTFE είναι διαθέσιμη με την υποβολή των διαστάσεων της δεξαμενής, της θερμοκρασίας λειτουργίας, των προδιαγραφών του μέσου θέρμανσης και των δεδομένων ομοιομορφίας της τρέχουσας θερμοκρασίας.
