उच्च{{0}तापमान, निम्न{1}}थर्मल-विस्तार इन्वार फेस शीट के साथ हीटिंग प्लेटिन को कैसे निर्दिष्ट करें?

पूरी तरह से स्टील हीटिंग प्लेट तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित होती है, जिससे काम करने वाली सतह के आयाम धीरे-धीरे बदलते हैं। कई औद्योगिक हीटिंग अनुप्रयोगों में इस आंदोलन का कोई महत्व नहीं है। हालाँकि, नैनोइंप्रिंट लिथोग्राफी, सटीक ऑप्टिकल मोल्डिंग, सेमीकंडक्टर बॉन्डिंग और उच्च सटीकता मिश्रित गठन जैसी अति सटीक प्रक्रियाओं में, गर्मी विस्तार एक प्रमुख आयामी त्रुटि स्रोत बन जाता है। इसका उत्तर यह है कि प्लैटन के कामकाजी चेहरे पर तापीय विस्तार के बहुत कम गुणांक वाले - के साथ एक निकल - लोहे के मिश्र धातु इन्वार- की एक पतली फिल्म संलग्न की जाए, जिससे एक मिश्रित तापीय संरचना तैयार हो जो ऊंचे तापमान पर काम करने पर भी बहुत आयामी रूप से स्थिर हो।

इन्वार फेस शीट हीटिंग प्लैटन विनिर्देश आधुनिक थर्मल टूलींग में आयामी परिशुद्धता से अच्छे हीटिंग प्रदर्शन को अलग करता है।

परिशुद्ध प्लैटेंस में थर्मल विस्तार प्रभाव
पारंपरिक इस्पात सतहों के साथ समस्या
गर्म होने पर विशिष्ट स्टील और स्टेनलेस स्टील प्लेटें बहुत अधिक फैलती हैं। यहां तक ​​कि हल्के ऑपरेटिंग तापमान से भी बड़ी कामकाजी सतहों पर पता लगाने योग्य आयामी बहाव हो सकता है।

संभावित परिणामों में शामिल हैं:

ढली हुई विशेषताओं का ताना-बाना

सटीक उपकरणों का गलत संरेखण

प्रकाशिकी सतह विरूपण

पंजीकरण गलतियाँ

गैर-समान दबाव वितरण

माइक्रोन या नैनोमीटर में मापे गए अनुप्रयोगों के लिए, ये थर्मल उतार-चढ़ाव असंतोषजनक हो सकते हैं

इन्वार ने क्या किया?
इन्वार (FeNi36 के रूप में जाना जाता है) एक निकेल -लौह मिश्र धातु है जो थर्मल विस्तार (सीटीई) के कम गुणांक की अपनी विशेष संपत्ति के लिए प्रसिद्ध है।

थर्मल विस्तार के विशिष्ट मूल्य हैं:

सामग्री अनुमानित सीटीई
इन्वार (FeNi36) ~ 1.2 x 10^-6/डिग्री
स्टेनलेस स्टील ~10 से 17 × 10-6/ डिग्री
इसका मतलब यह है कि इन्वार आम स्टेनलेस स्टील्स की गति से लगभग एक {{0}दसवीं गति से फैलता है।

इन्वार त्वचा एक आयामी रूप से जमी हुई सतह है, धातु का एक दर्पण जो पूरी तरह से स्थिर है, जो अपने चारों ओर की गर्मी को नजरअंदाज करता है।

इन्वार फेस के साथ हीटिंग प्लेट का सरल निर्माण
कम्पोजिट प्लैटन डिज़ाइन
हालाँकि, लागत, तापीय प्रतिक्रिया और यांत्रिक व्यावहारिकता के कारणों से इन्वार फेसिंग प्लेटिन आम तौर पर ठोस इन्वार से नहीं बनाया जाता है। इसके बजाय एक समग्र निर्माण कार्यरत है।

आमतौर पर सिस्टम में निम्न शामिल होते हैं:

एक बॉडी जिसमें संरचनात्मक स्टील का एक प्लेट शामिल है

कार्ट्रिज हीटर एम्बेडेड

एक इन्वार ने काम की सतह पर फेस शीट को बांध दिया

फिनिशिंग परतों की सटीक मशीनिंग और पॉलिशिंग

यह आर्किटेक्चर आवश्यक ऑपरेटिंग इंटरफ़ेस पर इन्वार की आयामी स्थिरता के साथ स्टील की थर्मल क्षमता और यांत्रिक कठोरता को मिश्रित करता है।

इन्वार फेस शीट की मोटाई का चयन
विशिष्ट मोटाई
इन्वार फेस शीट आमतौर पर इसकी सीमा में निर्दिष्ट होती है:

3 मिमी और 10 मिमी मोटाई

मोटाई कई कारकों पर निर्भर करती है:

आवश्यक कठोरता

सतह की समतलता सहनशीलता

थर्मल प्रतिक्रिया मानदंड

यांत्रिक भार

पीसने के लिए भत्ता:

प्रक्रिया तापमान क्षेत्र

एक पतली शीट थर्मल प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाती है, एक मोटी शीट अधिक आयामी कठोरता और सतह के विरूपण के लिए बेहतर प्रतिरोध दे सकती है।

इन्वार फेस शीट के लिए बॉन्डिंग तकनीकें
विस्फोट के माध्यम से क्लैडिंग
इन्वार को स्टील से जोड़ने के लिए एक्सप्लोज़न क्लैडिंग एक बहुत ही मजबूत तकनीक है। नियंत्रित वातावरण में, यदि आप दो सामग्रियों को उच्च ऊर्जा पर टकराते हैं, तो वे बिना अधिक पिघले धातुकर्म रूप से जुड़ जाते हैं।

लाभों में शामिल हैं:

बहुत अच्छी बंधन शक्ति

कम तापीय विरूपण गुणांक

बड़े क्षेत्र की बॉन्डिंग क्षमता

अच्छी थकान ताकत

उच्च तापमान वैक्यूम टांकना
वैक्यूम ब्रेज़िंग उच्च प्रदर्शन प्लैटेंस के लिए उपयोग की जाने वाली एक और लोकप्रिय विधि है। उच्च तापमान और निर्वात में एक तन्य ब्रेज़िंग मिश्र धातु के उपयोग से सामग्रियों का जुड़ाव महसूस किया जाता है।

लाभ हैं:

एकसमान बंधन रेखा निर्माण

संदूषण कम

अच्छी तापीय चालकता

मजबूत इंटरफ़ेस अखंडता

दोनों दृष्टिकोण बार-बार थर्मल साइक्लिंग के माध्यम से यांत्रिक स्थायित्व बनाए रखते हुए, बहुत कम थर्मल प्रतिरोध इंटरफ़ेस बनाने के लिए हैं।

बांड गुणवत्ता का महत्व
विभेदक थर्मल स्ट्रेन तनाव
इन्वार ज्यादा नहीं फैलता है, लेकिन इसके नीचे का स्टील प्लेट गर्म होने पर काफी फैलता है। इससे बॉन्ड इंटरफेस पर बड़ा कतरनी तनाव पैदा होता है।

इसलिए बॉन्ड लाइन को समायोजित करना होगा:

थर्मल साइकलिंग दोहराई गई

विभेदक विस्तार बल

बहुत अधिक सतह संपीड़न

यांत्रिक झटके

दीर्घकालिक थकान

यदि संपर्क कमजोर है या अपर्याप्त रूप से बंधा हुआ है, तो यह सेवा में ख़राब हो सकता है, टूट सकता है या विकृत हो सकता है।

इसलिए उच्च गुणवत्ता वाले डक्टाइल बॉन्ड सिस्टम किसी भी महत्वपूर्ण इन्वार फेस शीट हीटिंग प्लैटन विनिर्देश में एक शर्त हैं।

सतह की समतलता और फिनिशिंग आवश्यकताएँ
परिशुद्धता पीसने और चमकाने
बॉन्डिंग के बाद, इन्वार चेहरे को आमतौर पर बहुत सख्त सपाटता सहनशीलता प्राप्त करने के लिए सटीक रूप से मशीनीकृत, परिष्कृत और पॉलिश किया जाता है।

एप्लिकेशन के आधार पर विशिष्टताओं में शामिल हो सकते हैं:

माइक्रोन स्तर पर समतलता

सतह खुरदरापन विशिष्टताएँ

समांतरता की सीमाएँ

ऑप्टिकल गुणवत्ता वाली पॉलिश फिनिश

अंतिम इन्वार ज्यामिति को निर्धारित करने के लिए परिष्करण प्रक्रिया अंतिम प्रक्रिया है, और इसकी गुणवत्ता सीधे प्रक्रिया की सटीकता को प्रभावित करती है।

चेहरे पर समान तापमान
समान तापमान वितरण भी महत्वपूर्ण है। यहां तक ​​कि आयामी रूप से स्थिर सामग्री भी प्लेट की सतह पर बड़े तापमान परिवर्तन के साथ थोड़ी विकृत हो सकती है।

यह सुनिश्चित करने के लिए हीटरों की थर्मल मैपिंग और ज़ोनिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

लगातार चेहरे का तापमान

न्यूनतम बढ़त हानि

रैंप दरें (नियंत्रित)

स्थिर अवस्था स्थिरता के साथ चल रही है

एंबेडेड कार्ट्रिज हीटर
स्टील फ्रेम को गर्म करें
मुख्य ताप स्रोत आमतौर पर सावधानी से नियोजित पैटर्न में कार्ट्रिज हीटर के माध्यम से स्टील प्लेटन बॉडी में एकीकृत किया जाता है।

हीटर की व्यवस्था पर विचार करना होगा:

स्टील की तापीय चालकता

इन्वार परत गर्मी में प्रवेश कर रही है

धार शीतलन प्रभाव

संपर्क प्रक्रिया लोड हो रही है

तापमान सेंसर का स्थान

हीटर की सही स्थिति स्थानीय हॉट स्पॉट के गठन को रोकती है जो इन्वार सतह पर थर्मल समरूपता को परेशान कर सकती है।

प्रतिक्रियाशीलता बनाम थर्मल द्रव्यमान
भारी इस्पात निर्माण प्रदान करता है:

यांत्रिक कठोरता

ताप भंडारण क्षमता

संरचनात्मक सुदृढ़ता

इस बीच इन्वार चेहरे पर कार्य इंटरफ़ेस पर आयामी परिशुद्धता संरक्षित है।

यह संतुलन सटीक उत्पादन प्रक्रियाओं की मांग के लिए एक बहुत ही स्थिर थर्मल आधार प्रदान करता है।

निरीक्षण एवं गुणवत्ता नियंत्रण
अल्ट्रासोनिक बॉन्ड परीक्षण
अल्ट्रासोनिक निरीक्षण तकनीकें जो बांड अखंडता का पता लगाने में सक्षम हैं, आमतौर पर सत्यापित करने के लिए उपयोग की जाती हैं:

अंतराल

डी-लेमिनेशन

अपर्याप्त जुड़ाव

इंटीरियर में दरारें

गैर--विनाशकारी परीक्षण एक बहुत ही महत्वपूर्ण गुणवत्ता नियंत्रण कदम है, क्योंकि हीट साइक्लिंग के दौरान इंटरफ़ेस की खामियां बढ़ सकती हैं।

थर्मल सत्यापन
तैयार प्लेटें भी हो सकती हैं

थर्मल सतह मानचित्रण

परिचालन तापमान पर समतलता की जाँच।

थर्मल साइकलिंग परीक्षण

गतिशील प्रतिक्रिया मूल्यांकन

वास्तविक कामकाजी परिस्थितियों में इसके सही संचालन की पुष्टि करने के लिए समग्र निर्माण को मान्य किया गया है।

इन्वार फेस्ड प्लैटेंस के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग हैं:
उच्च परिशुद्धता के लिए विनिर्माण प्रक्रियाएँ
इन्वार चेहरों के साथ हीटिंग प्लेटें अक्सर इसके लिए निर्दिष्ट की जाती हैं:

नैनोइम्प्रिंट लिथोग्राफी

मोल्डिंग ऑप्टिकल लेंस

सेमीकंडक्टर वेफर बॉन्डिंग.

परिशुद्धता मिश्रित इलाज

पतली फिल्म लेमिनेशन

एयरोस्पेस बनाने वाले घटक

ये अनुप्रयोग ताप चक्र के दौरान बहुत स्थिर ज्यामिति की मांग करते हैं।

संक्षिप्त
सटीक गर्म टूलींग में थर्मल विरूपण को नियंत्रित करने के लिए सबसे सफल इंजीनियरिंग समाधानों में से एक इन्वार फेस्ड हीटिंग प्लैटन है। यह डिज़ाइन इन्वार शीर्ष परत के लगभग शून्य थर्मल विस्तार व्यवहार के साथ स्टील की मजबूत ताकत और थर्मल द्रव्यमान को मिलाकर उच्च कामकाजी तापमान पर उत्कृष्ट आयामी स्थिरता प्रदान करता है।

इन्वार फेस शीट हीटिंग प्लैटन के लिए एक सही ढंग से इंजीनियर किए गए विनिर्देश में बॉन्ड गुणवत्ता, थर्मल एकरूपता, सतह समतलता, हीटर व्यवस्था और दीर्घकालिक थर्मल चक्र सहनशक्ति पर विचार करना चाहिए। परिणामी उपकरण एक बहुत ही स्थिर थर्मल प्लेटफ़ॉर्म है जो कठिन हीटिंग परिस्थितियों में भी माइक्रोन स्तर की सटीकता बनाए रखता है।

उच्चतम परिशुद्धता वाले उपकरण अक्सर वे होते हैं जिनका उद्देश्य आधुनिक फॉर्मिंग और थर्मल प्रसंस्करण प्रणालियों में गर्म होने पर भी स्थिर रहना होता है।