בואו נדבר על קירור. משטר הטמפרטורה בתבנית קריטי לייצור מוצר איכותי בזמני מחזור קצרים. הוא תלוי בגורמים רבים: החל ממחממי התבניות, סוג נוזל הקירור, טמפרטורות העבודה, תפוקות זרמי הקירור, משטר הזרימה, תכנון מרחק נכון בין התעלות ובין המוצר, בחירת צנרת ומחברים מתאימים, ועוד…
אחת הטכנולוגיות שנכנסה בעשור האחרון ושינתה את כללי המשחק בצורה משמעותית היא הדפסה תלת ממדית של תעלות קירור, או בשמה המקצועי – Conformal Cooling. אם בעבר עלותה הייתה גבוהה והיא הייתה נחלתם של בודדים בתעשייה, עם התפתחות התחום, זהו אחד מהכלים העומדים לרשותנו בעת תכנון תבניות וכיום נדיר למצוא אצלנו תבניות חדשות שלא לוקחות אותה בחשבון.
לא נוגעים יותר ב- Beryllium Copper
"עבודה עם Conformal Cooling תומכת בייצור מוצרים בעלי גיאומטריה מורכבת וחומרי גלם רגישים", מסביר רונן רווה, מנהל מחלקת התבניות בריאון. "הטכנולוגיה מאפשרת לפשט ביצוע תכנוני קירור מורכבים כאשר צורת התעלות וסמיכותן אל פני שטח המוצר מאפשרות קירור יעיל יותר בהשוואה לשיטות מסורתית. בעבר, במקרים מאתגרים בהם היה קושי בקירור אזורים רגישים בתבנית, שילבנו אינסרטים מ-Beryllium Copper עם מוליכות חום טובה. המחיר ששילמנו היה בדמות חוזק מכאני נמוך, שחיקה מוגברת וסכנה בריאותית בתהליך עיבוד המתכת. השימוש בטכנולוגיית Conformal Cooling מאפשרת להנות מיתרונות הקירור היעיל ללא החסרונות של שימוש ב-Beryllium Copper. יעילות הטכנולוגיה מתבטאת לא רק בחיסכון בזמן מחזור שיכול להגיע במקרים מסוימים אף ל-50% אלא גם בשיפור מובהק באיכות המוצר ובעמידה בטולרנסים הדוקים יותר.
נמנה כאן מספר המלצות לעבודה עם Conformal Cooling
- מכיוון שעלות הטכנולוגיה עדיין גבוהה, מתוך שיקולי תכנון ותקציב אנו מייצרים אינסרטים היברידיים. אלו מכילים גרעין המיוצר בעיבוד שבבי ועליו מודפסים האינסרטים באזורים הרלוונטיים. במקרים אלו חשוב לוודא כי מקדם ההתפשטות של החלק המודפס דומה ככול הניתן למקדם ההתפשטות של הגרעין. במצב אידיאלי נשאף ששני החלקים, הגרעין והאינסרט המודפס, יהיו מאותה הסגסוגת. פלדה מומלצת לייצור הגרעין היא 2709. מדובר בפלדה יקרה וטובה אך בזמינות מוגבלת. כתחליף, ניתן להשתמש עבור הגרעין המעובד בפלדת H13 /2343 המביאה לביצועים דומים בעלות וזמינות טובים יותר.
- על מנת להגיע לקושיות פלדה מתאימה, אינסרטים מודפסים לתבניות עוברים טיפול תרמי בטכנולוגיית Aging.
- הפסדי זרימה וירידה בלחץ עלולים לפגוע משמעותית באפקטיביות הקירור. שינויים בשטח חתך התעלה רצויים אבל צריכים להיעשות בזהירות תוך בדיקה שאנחנו עדיין נמצאים בתוך טווח הזרימה הטורבולנטית.
- בדיקות מקדימות וסימולציות זרימה חשובות תמיד לזיהוי "כיסים" של מים עומדים. על אחת כמה וכמה כאשר עובדים עם נוזל קירור בטמפרטורה גבוהה יחסית, מעל ל-60 מעלות, שכן אז תיתכן קביטציה ב"כיסים" העלולה לגרום לסדקים באינסרט.
- תחזוקה נכונה חשובה במיוחד עבור תעלות קירור מודפסות. בסיום העבודה מומלץ לייבש אקטיבית את התעלות ולא להסתפק רק בניקוז המים. מים עומדים לאורך זמן עלולים ליצור משקעים, ובגלל הגיאומטריה המורכבת של תעלות מודפסות, קיים קושי לנקותן בדרכים סטנדרטיות כמו עבודה עם חומצה או ניקוי אולטראסוני. בנוסף, מומלץ לעבוד עם מערכות סינון הממזערות את כמות הזיהומים והסכנה ממשקעים.
טכנולוגיית Conformal Cooling נכנסה ככלי עבודה שגרתי ברבות מהתבניות החדשות שאנחנו מייצרים בריאון. אנחנו מאמצים אותה גם בתבניות וותיקות שצריכות שיכפול. השילוב בין הידע והניסיון שצברנו, לבין ספקים מצויינים איתם אנחנו עובדים בקביעות, מביא לתוצאות טובות מאי פעם. לקבלת פתרונות בתחום, המשפרים את היעילות התהליכית ואת האיכות במוצרים מאתגרים, מוזמנים ליצור קשר ונשמח לסייע.
תמונה 1: אינסרט צד קבוע אשר יוצר כאינסרט היברידי המשלב בסיס בעיבוד קונבנציונלי עם הדפסה תלת ממדית של אזורים בעייתים.
