Hvernig á að prófa kælivirkni málm 3D prentunarmóta?

一, Helstu hlutir prófunar á kælingu
1. Að prófa varmafræðilega frammistöðu
Mæling á hitaleiðni er mikilvæg leið til að komast að því hversu vel efni flytja varma. ASTM E1461 leysiflassaðferðin getur metið hitauppstreymi efnis á milli -100 og 500 gráður á Celsíus nákvæmlega. Rannsóknarteymi prófaði þrívíddarprentað H13 mótstál og komst að því að hitaleiðni þess var 28,5W/(m · K), sem er 12% meiri en venjuleg smíðaaðferð. Þetta er vegna þess að þrívíddarprentun skapar einstaka fínkorna uppbyggingu.

Meginmarkmið hitaþolsgreiningar er að komast að því hversu vel mótið flytur hita. Til að búa til skýjakort með hitastigshlutfalli geturðu sett hitaeiningar á mikilvægum stöðum á mótinu og notað innrauða hitamyndatækni til að sameina þau. Prófun sem gerð var af tilteknu fyrirtæki sem framleiðir bílavarahluti gefur til kynna að hitastig þrívíddarprentaðs álmótarkjarna þeirra- haldist innan ± 3 gráður eftir að hafa búið til 1000 mót í röð. Þetta er 60% lægra en hefðbundin mót.

2. Prófun á vökvavirkni
Að prófa þrýstingsfallseiginleikann er góð leið til að sjá hvort hönnun kælivatnsrásarinnar sé sanngjörn. Micronics PT100 flæðiskvörðunarbúnaðurinn getur greint þrýstingstapið í vatnsleiðinni rétt þegar flæðihraði er á milli 0,1 og 100L/mín. Tilviksrannsókn á rafrænu umbúðamóti sýndi að 3D-prentuð spíral kælivatnsrásin lækkaði aðeins 0,8kPa við 20L/mín rennsli, sem var 45% minna en hefðbundin borvatnsrás. Þetta sýnir að rásarhönnun þess er meira í samræmi við meginreglur vökvavirkni.

Marg-rása flæðiskynjaranet er notað til að gera flæðisjafnvægisprófið. Rannsóknarteymi setti upp 12 flæðiseftirlitssvæði í flóknu 3D-prentuðu holamóti. Þeir sáu að flæðisfráviki hverrar rásar var haldið innan ± 2% til að tryggja að kælimiðillinn dreifðist jafnt. Þessi prófunaraðferð er mjög góð fyrir há-mót sem notuð eru í fluggeimiðnaðinum. Til dæmis, gervihnattastuðningsmót sem betrumbætt vatnsmynstrið til að draga úr aflögun vöruaflögunar úr 0,3 mm til 0,05 mm.

2, Kerfi til að prófa á mismunandi mælikvarða
1. Prófun á smásjárkvarða
Málmfræðileg rannsókn getur sýnt-einsta--tegund örbyggingareiginleika þrívíddarprentunar. Með Olympus BX53M málmsmásjá geturðu séð fínt súlulaga korn sem voru unnin með laserduftbeðsbræðsluferlinu (LPBF). Þessi korn eru meira en 50% minni en þau sem eru framleidd með dæmigerðum steypuaðferðum. Þessi örbygging gerir efnið mun betra í að takast á við hitaþreytu. Eftir 10 ^ 6 hitalotur sýndi ákveðin prófun fram á að þrívíddarprentuð mót eru enn með fullkomna kornamörk, en hefðbundin mót voru með skýrar sprungur.

Micromeritics AutoPore V kvikasilfurs innrás porosimeter er notaður til að finna porosity. Það getur rétt fundið hvar svitaholurnar eru í mótinu. Læknisfræðileg ígræðslumótapróf gaf til kynna að með því að breyta prentstillingum væri hægt að lækka gropið úr 0,5% í 0,08% og porastærðin var að mestu á milli 1 og 5 μm. Þessi þykka uppbygging kemur í veg fyrir að kælimiðillinn leki og gerir mótið sterkara.

2. Prófanir í stórum stíl
Kraftmikil vöktun á hitamyndagerð er auðveld leið til að sjá hversu jafnt mótin kólna. FLIR T865 hitamyndavélin getur sýnt þér hvernig hitastigið á yfirborði mótsins er breytilegt í rauntíma. Það hefur 640 × 480 upplausn og getur séð hitastig frá -40 gráður til 1500 gráður. Við prófun á ákveðnu strokkahausmóti fyrir bifreiðar báru vísindamenn saman hitamyndamyndir af þrívíddarprentun og hefðbundnum mótum. Þeir komust að því að staðalfrávik hitastigsdreifingar þrívíddarprentunarmótsins var aðeins 1,2 gráður, sem var 75% lægra en hefðbundins móts. Þetta sýndi að samræmd hönnun kælivatnsrásarinnar skipti miklu um hitajafnvægi.

MTS 370.10 þreytuprófunarvélin er notuð fyrir þreytulífsprófið. Það líkir eftir því hvernig frammistaða mótsins myndi breytast eftir 1 milljón heita og köldu lota með álagssviðinu ± 25kN. 3D prentað mótstál heldur 90% af upprunalegri hörku sinni eftir 500.000 lotur, á meðan hefðbundin mót missa 30% af hörku sinni við sömu aðstæður. Þetta er vegna þess að þrívíddarprentunartækni losar við innri streitustyrk.

3, Notkun nýjustu prófunartækni
1. Tækni stafrænna tvíbura
Hægt er að búa til stafrænt tvíburalíkan af moldkælingarferlinu með því að sameina Moldflow moldflæðisgreiningarhugbúnað með vélanámsaðferðum. Rannsóknarhópur smíðaði gervigreindarlíkan sem getur giskað á hitastig, hraða og þrýstingsdreifingu á ákveðnu svæði með því að þjálfa á 36.000 settum af breytugreindum uggaformum. Áætluð útkoma líkansins passar vel við raunveruleg prófunargögn, með 95% nákvæmni. Þetta er 40% betra en hefðbundnar reynsluaðferðir og styttir þann tíma sem það tekur að búa til mót.

2. Net af örsmáum skynjurum
Að setja örhita- og þrýstingsskynjara í mótið gæti gert þér kleift að fylgjast með kæliferlinu í rauntíma. Tiltekin rannsókn notaði 24 MEMS skynjara í þrívíddar-prentuðum örsmáum varmaskipti til að mæla staðbundnar hitabreytingar upp á 0,1 gráðu með góðum árangri, sem gefur nákvæman gagnastuðning fyrir skurðastjórnun. Þessi tækni er frábær til að búa til -nákvæmar mót í geimferðaiðnaðinum. Til dæmis, stútmót fyrir eldflaugahreyfil sem stjórnar hitabreytingum á styrkleikasvæði hitaspennu innan ± 5 gráður í gegnum skynjaranet.

4. Staðlar og viðmið fyrir prófanir í greininni
ISO 23499-2017, "Quality Assessment Standard for Metal 3D Printing," var gefinn út af International Organization for Standardization (ISO). Það setur staðalinn til að meta kælivirkni. Hitaleiðniprófið ætti að fylgja ASTM E1461 staðlinum, þrýstingsfallsprófið ætti að fylgja ISO 527-2 forskriftinni og þreytulífsprófið ætti að fylgja ISO 1217 staðlinum. Í Kína gefa staðlar eins og GB/T 39251-2020 „Einkennisaðferðir fyrir eiginleika málmdufts í aukefnaframleiðslu“ iðnaðinum fullt sett af tækniforskriftum.