एक ग्राहक को एक सुंदर 3डी प्रिंटेड बैटरी कूलिंग प्लेट प्राप्त होती है। बाहरी हिस्सा एकदम सही दिखता है, सतहें साफ हैं, और बढ़ते छेद पंक्तिबद्ध हैं। फिर भी सिस्टम परीक्षण के दौरान शीतलक प्रवाह अपेक्षा से कम है, दबाव ड्रॉप डिज़ाइन की अनुमति से अधिक है, या इससे भी बदतर, धीमी गति से रिसाव होता है। समस्या लगभग हमेशा चैनलों के अंदर बैठी रहती है जिसे कोई नहीं देख सकता। अवशिष्ट पाउडर, संकीर्ण मार्ग, खुरदरी दीवारें या मामूली ज्यामितीय विकृति थर्मल प्रदर्शन को नष्ट कर सकती है, भले ही भाग का बाहरी भाग दोषरहित हो। यह आलेख बताता है कि आंतरिक चैनलों का निरीक्षण करना इतना कठिन क्यों है, पांच व्यावहारिक तरीके उपलब्ध हैं, सही संयोजन कैसे चुनें, कौन सी खामियां हमें सबसे अधिक मिलती हैं, और ऑर्डर देने से पहले अपने आपूर्तिकर्ता से क्या प्रश्न पूछने चाहिए।
अंदर के चैनलों की जाँच करना कठिन क्यों है?
मेटल एडिटिव विनिर्माण जटिल अनुरूप शीतलन चैनल बनाता है जो पारंपरिक मशीनिंग उत्पन्न नहीं कर सकता है। वही चैनल सत्यापित करने के लिए सबसे कठिन सुविधाएं भी हैं। वे मुड़ते हैं, शाखा बनाते हैं, व्यास बदलते हैं और अक्सर भाग के अंदर गहराई तक चले जाते हैं। एक बार निर्माण पूरा हो जाने पर, चैनल पूरी तरह से बंद कर दिए जाते हैं। आप उनके अंदर कैलीपर या सीएमएम जांच नहीं लगा सकते।
सामान्य विनिर्माण समस्याएँ समस्या को और भी बदतर बना देती हैं। पाउडर हटाने के बाद बचा हुआ पाउडर फंसा रह सकता है। नीचे की ओर वाली सतहें ऊपर की ओर की तुलना में अधिक खुरदरी होती हैं। स्थानीय ओवरहीटिंग या अपर्याप्त समर्थन के कारण चैनल क्रॉस{{5}सेक्शन सिकुड़ या विकृत हो सकता है। यहां तक कि हाइड्रोलिक व्यास में थोड़ी कमी या सतह खुरदरापन में वृद्धि से प्रवाह प्रतिरोध बढ़ जाता है और गर्मी हस्तांतरण दक्षता कम हो जाती है।
बैटरी थर्मल प्रबंधन अक्षम्य है। एनआरईएल और अन्य प्रयोगशालाओं के शोध से पता चलता है कि ऊंचे सेल तापमान और बड़े तापमान प्रवणता से क्षमता में कमी आती है और थर्मल पलायन का खतरा बढ़ जाता है। पैक को एक तंग तापमान सीमा (अक्सर लगभग 15-35 डिग्री) के भीतर रखना जीवन और सुरक्षा दोनों के लिए महत्वपूर्ण है। एक कूलिंग प्लेट जिसके आंतरिक चैनल आंशिक रूप से अवरुद्ध या कम आकार के हैं, डिज़ाइन की गई गर्मी अस्वीकृति प्रदान नहीं कर सकते हैं, इसलिए पूरा पैक प्रभावित होता है।
आंतरिक चैनलों का निरीक्षण करने के 5 तरीके
सीटी स्कैनिंग
औद्योगिक कंप्यूटेड टोमोग्राफी वर्तमान में एकमात्र गैर-विनाशक विधि है जो आंतरिक चैनलों की पूर्ण त्रि-आयामी ज्यामिति को माप सकती है। स्कैनर एक वॉल्यूमेट्रिक डेटासेट उत्पन्न करता है जो सीएडी मॉडल से अवशिष्ट पाउडर, स्थानीय प्रतिबंध, दीवार की मोटाई में भिन्नता और विचलन को प्रकट करता है। धातु शीतलन प्लेटों के लिए विशिष्ट रिज़ॉल्यूशन भाग के आकार और सामग्री घनत्व के आधार पर 50 µm से 100 µm तक होता है। जब आपको मात्रात्मक आंतरिक चैनल आयाम माप की आवश्यकता होती है तो 3डी मुद्रित भागों के लिए सीटी स्कैनिंग स्वर्ण मानक है।
प्रवाह परीक्षण
पानी या शीतलक का नियंत्रित प्रवाह चैनलों के माध्यम से एक निर्धारित दबाव या प्रवाह दर पर धकेला जाता है। मापी गई प्रवाह दर की तुलना डिज़ाइन मान से की जाती है। यह परीक्षण तेज़, सस्ता और सीधे प्रदर्शन से संबंधित है। यह आपको नहीं बता सकताकहाँप्रतिबंध क्या है या ज्यामिति कितनी बदल गई है, लेकिन यह जल्दी से उन हिस्सों को चिह्नित करता है जो - से कम प्रदर्शन करेंगे।
दबाव ड्रॉप परीक्षण
दबाव सेंसर इनलेट और आउटलेट पर लगाए जाते हैं जबकि द्रव स्थिर दर पर बहता है। अप्रत्याशित रूप से उच्च दबाव में गिरावट लगभग हमेशा रुकावट, खुरदरापन या कम क्रॉस-सेक्शन का संकेत देती है। प्रवाह परीक्षण की तरह, यह गैर-विनाशकारी और उत्पादन-अनुकूल है, फिर भी यह कोई ज्यामितीय विवरण नहीं देता है।
बोरस्कोप/एंडोस्कोप
एक लचीले या कठोर एंडोस्कोप को बड़े, अपेक्षाकृत सीधे चैनलों में डाला जा सकता है। दृश्य निरीक्षण से अवशिष्ट पाउडर, खुरदरी सतह या सहायक अवशेष का पता चल सकता है। यह विधि सुलभ मार्ग तक ही सीमित है और आयामों को सटीक रूप से माप नहीं सकती है।
कट करें-सेक्शनिंग खोलें
चयनित भागों को विभाजित किया जाता है और कटे हुए चेहरों की माइक्रोस्कोप या ऑप्टिकल सीएमएम के तहत जांच की जाती है। यह पुष्टि करने का सबसे सीधा तरीका है कि सीटी या प्रवाह परीक्षण क्या देख रहे हैं, लेकिन भाग नष्ट हो जाता है। इसका उपयोग आम तौर पर केवल प्रक्रिया सत्यापन या पहले {{2}लेख सहसंबंध के लिए किया जाता है।
आपको कौन सा तरीका चुनना चाहिए?
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तरीका |
शुद्धता |
लागत |
रफ़्तार |
भाग को नष्ट कर देता है? |
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सीटी स्कैनिंग |
उच्चतम (ज्यामिति + दोष) |
उच्च |
मध्यम |
नहीं |
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प्रवाह परीक्षण |
केवल कार्यात्मक |
कम |
तेज़ |
नहीं |
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दबाव ड्रॉप परीक्षण |
केवल कार्यात्मक |
कम |
तेज़ |
नहीं |
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बोरस्कोप |
केवल दृश्य |
न्यून मध्यम |
मध्यम |
नहीं |
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कट करें-सेक्शनिंग खोलें |
उच्चतम (स्थानीय) |
मध्यम |
धीमा |
हाँ |
प्रोटोटाइप और छोटे {{0}बैच सत्यापन के लिए अधिकांश खरीदार भागों के नमूने पर सीटी स्कैनिंग को 100% प्रवाह या दबाव -ड्रॉप परीक्षण के साथ जोड़ते हैं। श्रृंखला निर्माण में मिश्रण अक्सर कार्यात्मक परीक्षण और आवधिक सीटी ऑडिट की ओर स्थानांतरित हो जाता है। जब ड्राइंग में कड़ी आंतरिक सहनशीलता की आवश्यकता होती है या चैनल अत्यधिक जटिल होते हैं,कूलिंग चैनल निरीक्षणसीटी के साथ आंतरिक चैनल आयाम माप की पुष्टि करने का सबसे विश्वसनीय तरीका बना हुआ है।
सामान्य समस्याएँ जो हमें चैनलों के अंदर मिलती हैं
पाउडर अवशेष और रुकावट- अपूर्ण डीपाउडरिंग से ढीला या आंशिक रूप से पापयुक्त पाउडर निकलता है जो प्रवाह को प्रतिबंधित करता है। निर्माण के बाद संपूर्ण कंपन, संपीड़ित वायु या रासायनिक सफाई प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है।
छोटे आकार के या विकृत चैनल- गर्मी संचय या समर्थन की कमी से क्रॉस-सेक्शन दसियों या सैकड़ों माइक्रोन तक सिकुड़ सकता है। प्रक्रिया-पैरामीटर अनुकूलन और बेहतर समर्थन रणनीतियाँ समस्या को कम करती हैं।
अत्यधिक आंतरिक खुरदरापन- विशेष रूप से नीचे की त्वचा की सतह बहुत खुरदरी हो सकती है, जिससे दबाव में कमी आ सकती है। ओरिएंटेशन बनाएं और पॉलिशिंग (अपघर्षक प्रवाह या रसायन) के बाद स्थिति में सुधार करें।
समर्थन अवशेष- आंतरिक समर्थन जिन्हें पूरी तरह से नहीं हटाया गया, वे स्थानीय बाधाएँ पैदा करते हैं। स्व-सहायक चैनलों के लिए डिज़ाइन करना या सावधानीपूर्वक समर्थन हटाना आवश्यक है।
दीवार की मोटाई में भिन्नता- स्थानीय ओवरहीटिंग या पाउडर आसंजन दीवारों को डिज़ाइन से अधिक मोटा या पतला बना सकता है, जिससे ताकत और थर्मल प्रदर्शन दोनों प्रभावित होते हैं।
इनमें से प्रत्येक दोष बाहरी दृश्य निरीक्षण को पारित कर सकता है, फिर भी कूलिंग प्लेट के खराब होने या स्थापित होने के बाद रिसाव का कारण बन सकता है।
सनहिंगस्टोन्स का एक वास्तविक मामला
एक नए -ऊर्जा वाहन आपूर्तिकर्ता को जटिल अनुरूप चैनलों के साथ एल्यूमीनियम 3डी प्रिंटेड बैटरी कूलिंग प्लेट्स के एक परिवार की आवश्यकता थी। प्रारंभिक प्रोटोटाइप ने अच्छे बाहरी आयाम दिखाए लेकिन प्रवाह परीक्षण में असफल रहे: मापा प्रवाह लक्ष्य से 18-22% कम था और दबाव में गिरावट भी उतनी ही अधिक थी। सीटी स्कैन से कई शाखा चैनलों में अवशिष्ट पाउडर और 0.3 मिमी तक की स्थानीय क्रॉस-सेक्शन कटौती का पता चला।
टीम ने महत्वपूर्ण चैनल क्षेत्रों के लिए लेजर मापदंडों और स्कैनिंग रणनीति को समायोजित किया, एक बहु-स्तरीय डीपाउडरिंग और अल्ट्रासोनिक सफाई अनुक्रम पेश किया, और प्रत्येक बिल्ड प्लेट पर सीटी नमूनाकरण और 100% प्रवाह परीक्षण लागू किया। प्रक्रिया लॉक होने के बाद, बाद के बैचों ने डिज़ाइन के 5% के भीतर प्रवाह दर और निर्दिष्ट विंडो के अंदर दबाव ड्रॉप मान प्राप्त किया। महत्वपूर्ण आंतरिक सुविधाओं पर आयामी उपज 95% से ऊपर बढ़ी।
ऑर्डर देने से पहले अपने आपूर्तिकर्ता से क्या पूछें
ऑर्डर देने से पहले, निम्नलिखित बिंदुओं पर स्पष्ट उत्तर का अनुरोध करें:
आंतरिक चैनलों (सीटी, प्रवाह, दबाव ड्रॉप, या संयोजन) पर कौन सी निरीक्षण विधियों का उपयोग किया जाएगा?
क्या लेख के प्रथम भाग के लिए एक आयामी रिपोर्ट या सीटी विश्लेषण प्रदान किया जाएगा?
कौन सी डीपाउडरिंग और सफाई प्रक्रिया लागू की जाती है, और अवशिष्ट पाउडर का सत्यापन कैसे किया जाता है?
क्या आपूर्तिकर्ता प्रवाह या दबाव में गिरावट के प्रदर्शन के साथ सीटी परिणामों को सहसंबंधित करने वाला पिछला डेटा दिखा सकता है?
समान भागों पर आंतरिक चैनल आयामों के लिए प्रक्रिया क्षमता क्या है?
एक सक्षम मेटल 3डी प्रिंटिंग निर्माता या बैटरी कूलिंग प्लेट फैक्ट्री का चयन करना जो पहले से ही इन मुद्दों को समझता है, देर से खोज के जोखिम को कम करता है। ईवी बैटरी अनुप्रयोगों के लिए मेटल 3डी प्रिंटिंग सेवा में अनुभवी आपूर्तिकर्ता आंतरिक चैनल सत्यापन को बाद के विचार के बजाय प्रक्रिया के एक मानक भाग के रूप में मानेगा। जैसे-जैसे अधिक ईवी प्लेटफॉर्म बड़े पैमाने पर उत्पादन की ओर बढ़ रहे हैं, एडिटिव निर्मित कूलिंग घटकों के गुणवत्ता निरीक्षण पर उद्योग का ध्यान बढ़ता जा रहा है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
आप 3डी मुद्रित हिस्से को बिना काटे उसके अंदर की जांच कैसे करते हैं?
प्राथमिक गैर-विनाशक विधि औद्योगिक सीटी स्कैनिंग है, जो आंतरिक चैनलों का संपूर्ण 3डी मानचित्र बनाती है। प्रवाह परीक्षण और दबाव ड्रॉप परीक्षण भाग को नष्ट किए बिना कार्यात्मक पुष्टि प्रदान करते हैं।
कूलिंग चैनलों के लिए सीटी स्कैनिंग कितनी सटीक है?
भाग के आकार, सामग्री और स्कैन मापदंडों के आधार पर, औद्योगिक सीटी आमतौर पर 50-100 µm रेंज में सुविधाओं का समाधान करता है और अच्छी मेट्रोलॉजिकल विश्वसनीयता के साथ चैनल व्यास, दीवार की मोटाई और अवशिष्ट पाउडर स्थानों की मात्रा निर्धारित कर सकता है।
क्या फ्लो टेस्ट सीटी स्कैनिंग की जगह ले सकता है?
प्रवाह परीक्षण यह पुष्टि करता है कि चैनल आवश्यकतानुसार कार्य करते हैं, लेकिन यह दोष का पता नहीं लगा सकता है या वास्तविक ज्यामिति को माप नहीं सकता है। दोनों विधियाँ पूरक हैं; कई परियोजनाएँ दोनों का उपयोग करती हैं।
मुझे कैसे पता चलेगा कि पाउडर अभी भी चैनलों के अंदर फंसा हुआ है?
अवशिष्ट पाउडर का पता लगाने के लिए सीटी स्कैन सबसे विश्वसनीय तरीका है। कार्यात्मक प्रवाह या दबाव ड्रॉप परीक्षण भी गंभीर रुकावटों का पता लगाएंगे, लेकिन हल्का अवशिष्ट पाउडर दीर्घकालिक विश्वसनीयता को कम करते हुए अभी भी प्रवाह परीक्षण पास कर सकता है।
क्या आप थोक मात्रा में कस्टम कूलिंग प्लेट पेश करते हैं?
हाँ। एक बार जब प्रक्रिया सीटी और कार्यात्मक परीक्षण के साथ मान्य हो जाती है, तो कस्टम कूलिंग प्लेट थोक आपूर्ति के लिए समान पैरामीटर और निरीक्षण योजना उत्पादन मात्रा के पैमाने पर होती है।
क्या आप अपने कूलिंग प्लेट चैनलों को सत्यापित करने के लिए तैयार हैं?
हमें अपना 3डी मॉडल या ड्राइंग भेजें। हम आंतरिक चैनल डिज़ाइन की समीक्षा करेंगे, सीटी स्कैनिंग और कार्यात्मक परीक्षण के उचित संयोजन की सिफारिश करेंगे, और एक स्पष्ट डीएफएम और निरीक्षण योजना प्रदान करेंगे। 3डी प्रिंटेड बैटरी कूलिंग प्लेट के अंदर का उचित सत्यापन थर्मल प्रदर्शन और प्रोजेक्ट टाइमलाइन दोनों की सुरक्षा करता है।