TL;DR

Automobiļu siltumizolācijas ekrānu štampēšana ir precīzs ražošanas process, kas paredzēts transportlīdzekļu termisko slodžu vadībai, izmantojot plānus metālus, parasti 0,3 mm līdz 0,5 mm alumīnija sakausējumus (1050, 3003) vai nerūsējošais tērauds (321. klase). Ražošanas process bieži izmanto paaugstošā spiešana vai pārnese presē, iekļaujot būtisku reljefas veidošanas posmu pirms formēšanas.

Šis reljefas veidošanas process — izveidojot rakstus kā puslodes vai stucējumu — ievērojami palielina plāno foliju strukturālo stingrību un uzlabo siltuma atstarošanu. Inženierijas panākumi ir atkarīgi no materiāla veidojamības un defektu kontroles līdzsvarošanas, konkrēti kontrolējot viegošana avārijas formēšanā un nodrošinot stingras pielaidi (līdz ±0,075 mm), lai garantētu bezproblēmu montāžu.

Materiāla izvēle: Sakausējumi, cietība un biezums

Pareizas pamatmateriāla izvēle ir pamata solis siltumizolācijas konstruēšanā, un to nosaka galvenokārt komponenta atrašanās vieta un siltuma slodze, ko tai jāiztur. Ražotājiem jāpanāk līdzsvars starp masas samazināšanas mērķiem un termisko izturību, kas rada atšķirības starp alumīnija un nerūsējošā tērauda pielietojumu.

Alumīnija sakausējumi (1000 un 3000 sērija)

Vispārējai apakškorpusa un dzinēju nodalījuma aizsardzībai alumīnijs ir dominējoša izvēle, jo tam piemīt augsta atstarošanas spēja un zema masa. Rūpniecības standarts parasti balstās uz 1050 un 3003 sakausējumiem šie materiāli bieži tiek piegādāti O-stāvoklī (atkaltēts/mīksts), lai maksimāli uzlabotu veidojamību sākotnējās stampēšanas stadijās.

• Biezuma diapazons: Standarta ekrāni izmanto loksnēs ar biezumu no 0,3 mm līdz 0,5 mm divkāršu kārtu pielietojumos var izmantot plēves tik plānas kā 0.2mm veidot gaisa spraugas, kas papildus izolē pret starojuma siltumu.
• Deformācijas cietināšana: Svarīga niansē apstrādājot 1050-O alumīniju ir fiziskā pārveidošanās reljefa veidošanas laikā. Materiāla ierullēšana rullī mehāniski iecietina materiālu, efektīvi mainot tā konsistenci no O uz cietāku stāvokli, ko bieži klasificē kā H114 . Šis papildu stingums ir būtisks manipulēšanai, taču maina parametrus turpmākām formēšanas operācijām.

Nerūsējošais tērauds (321. pakāpe)

Augsta spriedzes zonās, piemēram, turboregulatoros un izplūdes kolektoros, alumīnija kušanas temperatūra (aptuveni 660°C) ir nepietiekama. Šeit inženieri izmanto 321 neržāvjo stals . Šis titānstabilizētais austenītiskais nerūsējošais tērauds piedāvā lielisku pretestību starpkristaliskai korozijai un augstas temperatūras ļodzībai.

Piemēri, piemēram, turbokompresora ekrāni, demonstrē nerūsējošā tērauda nepieciešamību komponentiem, kuriem nepieciešama izturība ekstremālos termiskās slodzes apstākļos. Šādiem daļām bieži nepieciešami biezāki kalibri nekā to alumīnija analogiem un nepieciešams izturīgs apstrādes aprīkojums, lai varētu pārvaldīt materiāla augstāko vilkmes izturību.

Ražošanas process: Progresīvās matricas stratēģijas

Siltumiekļautu ražošanas darbplūsma atšķiras no standarta plakano metāllapas stempēšanas, ņemot vērā izejvielas trauslumu un nepieciešamību pēc struktūras. Process parasti ievēro stingru secību: Koils barošana → Ilgforma → Izgriešana → Formēšana → Apgriešana/Puncēšana .

Ilgformēšanas un pēc tam veidošanas secība

Atšķirībā no standarta paneļiem, kuros saglabā virsmas pārklājumu, siltumiekļauti tiek speciāli strukturēti. Ilgformēšanas solis parasti notiek tūlīt pēc tam, kad koils tiek atvērts. Tas nav tikai estētisks lēmums; strukturēšanai ir divas būtiskas inženierijas priekšrocības:

1. Strukturālā stingrība: Tā mākslīgi palielina 0,3 mm plākšņu stingrību, ļaujot tām saglabāt formu, neiekļūstot kopā.
2. Siltuma spēja: Tā palielina virsmas laukumu siltuma izkliedēšanai un rada daudzvirzienu atstarošanas leņķus.

Avārijas formēšana pretī velmēšanas formēšanai

Inženieriem jāizlemj starp avārijas formēšanu un velmēšanas formēšanu atkarībā no budžeta un ģeometrijas.

• Avārijas formēšana: Šī metode izmanto tikai spiedni un matrici bez заглубителя. Tā ir izdevīga rīku izmaksu ziņā, bet materiāla plūsma nav kontrolēta. Siltumiekštatu ražošanā tas bieži izraisa rievas. Tomēr, tā kā siltumiekštati ir funkcionālas (ne redzamas) sastāvdaļas, rūpniecības standarti parasti uzskata nelielas rievas par pieņemamām, ja tās neietekmē montāžas savienojumus.
• Velmēšanas formēšana: Sarežģītām ģeometrijām, kur rievošanās izraisa funkcionālu atteici, tiek izmantota velmēšanas formēšana. Šajā gadījumā tiek izmantots заглубители, lai kontrolētu materiāla plūsmu matricas dobumā, nodrošinot gludu virsmu, taču palielinot rīku izmaksas.

Lielapjoma ražošana balstās uz paaugstošā spiešana vai automātiskiem pārvešanas sistēmām. Piemēram, gadā ražojot vairāk nekā 100 000 vienību no nerūsējošā tērauda turbīnas aizsargvāka, nepieciešama ievērojama prešu jauda. Lai gan vieglāki alumīnija komponenti var tikt apstrādāti uz mazākiem līnijām, izturīgiem tērauda elementiem bieži nepieciešamas 200 tonnu līdz 600 tonnu preses , lai nodrošinātu pastāvīgu precizitāti un dimensiju atbilstību.

Ražotāji, kuriem nepieciešami mērogoti risinājumi, bieži meklē sadarbību ar partneriem, kuriem ir plašas prešu iespējas. Piemēram, Shaoyi Metal Technology nodrošina precīzu štampēšanu ar prešu jaudu līdz 600 tonnām, veidojot tiltu no ātrā prototipēšanas līdz masu ražošanai saskaņā ar IATF 16949 standartiem. Šāda jauda ir būtiska pārejot no mīkstā rīka prototipiem uz cietā rīka masu ražošanu sarežģītiem automašīnu komplektiem.

Inženierijas izaicinājumi: defekti un tolerances

Plānas kalibrētas reljefas materiālu štampēšana rada konkrētus defektus, kurus procesu inženieri ir spiesti novērst.

Vaiļu un atsperes deformācijas pārvaldība

Viegošana ir visbiežākais defekts sadzīšanas procesā izgatavotās siltumizolācijas plātnēs, jo lokšņu materiālam piemīt zema stingrība un radnieku daļā darbojas spiedes spriegumi. Funkcionāli viļņveida deformācijas bieži tiek pieļautas neapvienojamās zonās, nekontrolēti krokas (pārklāšanās) var izraisīt plaisas vai drošības riskus manipulējot ar detaļu.

Atsperošana ir cits mainīgais lielums, īpaši attiecībā uz darbā sacietējušu H114 alumīniju vai augstas izturības nerūsējošo tēraudu. Izkriešanās prognozēšanai un veidņu ģeometrijas kompensācijai (pārliekšana), lai iegūtu galīgo formu, bieži izmanto simulācijas programmatūru.

Precīzie pielaidi

Lai gan reljefās aizsargplātnēs izskats ir raupjš, stiprinājuma punktiem nepieciešama augsta precizitāte. Piemēram, turboregulatora aizsargplātnei kritiskajiem diametriem var būt nepieciešami pielaidi līdz pat ±0,075 mm lai nodrošinātu perfektu blīvējumu un novērstu vibrāciju radīto džinkstoņu. Šāda precizitātes līmeņa sasniegšanai nepieciešams stingrs instrumentu aprīkojums un bieži tiek iekļautas sekundāras operācijas, piemēram, lāzergravēšana atpazīšanai (svītrkodi, ražošanas datumi) tieši ražošanas līnijā.

Malas plaisas

Malu plaisas var rasties, veidojot reljefu plāksnes malas. Reljefa veidošanas process samazina materiāla izturību, kādēļ tas kļūst jutīgāks pret pārrāvumiem, kad tiek izstiepts. Optimizējot reljefa attiecību (augstums salīdzinājumā ar izcilnītes diametru), ir svarīgs dizaina aspekts, lai novērstu šo bojājumu veidu.

Reljefa paraugi un termiskā funkcija

Siltuma ekrāna struktūra ir funkcionāls specifikācijas elements. Parauga izvēle ietekmē gan metāla formējamību, gan tā termiskās īpašības.

• Puslodesveida paraugs: To plaši izmanto tā līdzsvarotās daudzvirzienu stingrības un izcilās atstarojošās spējas dēļ. Tas rada bedrīšu efektu, kas efektīvi izkliedē starojuma siltumu.
• Sešstūraini/stukderības paraugi: Šie nodrošina citādu estētiku un var piedāvāt augstāku izturību apstākļos, kuros pastāv akmeņu sitieni, piemēram, zem korpusa tuneļiem.

Simulācijas pētījumi liecina, ka reljefa ģeometrija ietekmē formojamība labi izstrādāts raksts ļauj materiālam vienmērīgāk plūst stiepē, samazinot dziļu plaisu risku, savukārt agresīvs raksts uz trausā sakausējuma izraisīs nekavējoties salūzumu.

Piemērošanas un rūpniecības lietojuma gadījumi

Automobiļu siltuma ekrāni tiek izmantoti visur, kur siltuma pārvaldība ir būtiska komponentu ilgmūžībai un pasažieru komfortam.

• Turbolādētāja ekrāni: Parasti no nerūsējošā tērauda 321. Šiem jāiztur ātra termiskā cikliskuma un intensīva starojuma siltums no turbīnas korpusa.
• Izkārta kolektora ekrāni: Bieži daudzslāņoti no alumīnija vai tērauda. Tie aizsargā dzinēju nodalījuma vadītāju un plastmasas komponentus no kolektora siltuma iekļušanas.
• Apakšējie tuneļi: Lielas formas alumīnija plāksnes (1050/3003), kas stiepjas gar visu izkārtu sistēmas garumu. Tās novērš siltuma pārnesēšanu uz kabinas grīdu un bieži kalpo arī kā aerodinamiskās gludināšanas un trokšņa samazināšanas līdzeklis.
• Elektronisko vadības vienības (ECU) aizsardzība: Mazi, precīzi došēti ekrāni, kas paredzēti, lai novirzītu siltumu no jutīgās iekšējās elektronikas.