ניתוח של דרישות עיקריות לתהליך עובש הזרקה של אחסון אנרגיה כיסוי בידוד חיווט סוללה

במערכות סוללות אחסון אנרגיה, כיסויי בידוד רתמות תיל, כרכיבים חיוניים המבטיחים בטיחות חשמלית, מספקים בידוד ותמיכה מבנית, נמצאים בשימוש נרחב בתרחישי מתח גבוה- כגון חבילות סוללות חדשות לרכבי אנרגיה ומערכות מיכלי אחסון אנרגיה. בשל המבנה המדויק, דרישות הבידוד החשמלי הגבוהות ושטח ההרכבה המצומצם של רכיב זה, ההזרקה שלו מעמידה דרישות גבוהות ביותר לטכנולוגיית התבניות. מאמר זה מנתח באופן שיטתי את ההיבטים הטכניים הליבה של תהליכי יציקת הזרקה עבור כיסויי בידוד רתמות תיל, כולל בחירת חומרים, עיצוב מבנה התבנית, פריסת שער, תכנון פירוק ומערכות בקרת טמפרטורת עובש.

תהליך הזרקה עבור לוחות בידוד רתמת חיווט לאחסון אנרגיה

I. מאפייני חומר של לוחות בידוד רתמת חיווט

לוחות בידוד רתמות תיל עשויים לרוב מפלסטיק שונה מסוג PBT, PA66, PP ופלסטיק הנדסי אחר, הדורשים בדרך כלל את המאפיינים הבאים:

בידוד גבוה (מתח התמוטטות גדול או שווה ל-20kV/mm)

עמידות בחום טובה (טמפרטורת עיוות חום גדולה או שווה ל-150 מעלות)

דירוג מעכב בעירה UL94 V-0

יציבות מימדית גבוהה וספיגת מים נמוכה (<0.3%)

אם ניקח לדוגמה את PBT-GF30 (PBT מחוזק בסיבי זכוכית) כדוגמה, יכולת הזרימה שלו בינונית (MFR כ-10-30 גרם/10 דקות), וקצב ההתכווצות שלו הוא כ-0.2-0.5%. עם זאת, חיזוק סיבי הזכוכית מציג אניזוטרופיה, מה שהופך אותו לנטייה לעיוות או ללחץ פנימי. לכן, יש לשקול באופן מקיף את התכונות הראוולוגיות של החומר, חלון טמפרטורת הדפוס והתנהגות הריפוי במהלך תכנון התבנית.

II. עיצוב חלל עובש ובקרת עובי קיר עבור לוחות מבודדים של רתמת חוט

לוחות הבידוד של רתמות החוטים הן לרוב מבנים דקים-דפנות (בדרך כלל בעובי 1.5~2.5 מ"מ), אך יש לעבות אזורים מסוימים, כגון תפסי תיקון, צלעות בידוד ואזורי מיקום חריצי תיל. לכן, חלל העובש חייב להיות בעל המאפיינים הבאים:

עיצוב אחיד של עובי דופן: הימנע מסימני התכווצות וסימני רצים קרים הנגרמים משינויים פתאומיים בעובי המקומי.

מבנה צלעות סביר: גובה הצלעות המחזקות צריך להיות פחות או שווה ל-2.5 פעמים עובי הדופן הראשית, והרוחב צריך להיות פי 0.5 מעובי הדופן כדי למנוע עובי מופרז המוביל לקשיי מילוי או קירור לא אחיד.

הימנע מפינות חדות: לכל הפינות הפנימיות והחיצוניות יש רדיוס של 0.5~1 מ"מ כדי למנוע ריכוז מתח וזרימת חומרים לקויה.

עיצוב רב- חללים באותה תבנית (למשל, 2/4 חלל): נדרש עיצוב רץ מאוזן קפדני כדי למנוע מילוי לא עקבי בין חללים.

III. פריסת שער ועיצוב מערכת ראנר עבור לוחות מבודדים של רתמות חוט

מכיוון שמבנה לוחית הכיסוי הוא בדרך כלל בגודל של מעל 100 מ"מ, צורתו לא סדירה וכולל חריצים, צלעות חיזוק ומבני שכבות, עיצוב השער הוא קריטי. נקודות מפתח כוללות:

רצים ראשיים ורצים ענפים צריכים להשתמש בבארות חלליות קרה סגורות לחלוטין כדי למנוע מחומר קר לחדור לחלל.

שערי צד-מוצבים או תת ימיים משמשים בדרך כלל במבני לוחות כיסוי, ומציעים יתרונות כגון גזירה אוטומטית וסימני שערים סמויים.

הימנע מקווי ריתוך מוחלשים הנגרמים מהזרקת-נקודה אחת: נדרש ניתוח זרימת עובש CAE, עם מספר נקודות הזרקה או שערי טבעת ממוקמים סביב צלעות וחריצים.

עיצוב מתאים בגודל השער: אם ניקח לדוגמא את PBT-GF30, מומלץ לחתך- של שער בגודל 3×1.5 מ"מ. גודל קטן מדי יגרום למילוי לא מספיק, בעוד שגודל גדול מדי יגרום למיתרים ועיוותים.

IV. אופטימיזציה של עיצוב מערכת פירוק רתמת החוטים

בהתחשב בצורתה המורכבת של לוחית הכיסוי וחלקי ההצמדה- הרבים, העיצוב של פירוק התבנית חייב לאזן בין יעילות ושלמות מבנית. נקודות מפתח כוללות:

שילוב של מפלט בזווית ומבנה משיכה של ליבה-: מתאים לעיצובים עם חריצים חתוכים. דיוק בקרת הליבה-משיכת משיכת חייב להיות<0.1mm.

יש לשלוט בזווית המפלט הזווית בין 8 מעלות ל-15 מעלות כדי למנוע חסימה או החלקה לא מספקת.

**עיצוב זווית טיוטה סבירה:** גדול או שווה ל-1.5 מעלות עבור משטחים חיצוניים וגדול או שווה ל-2 מעלות עבור חורים פנימיים, חשוב במיוחד עבור חומרים מחוזקים בסיבי זכוכית כדי למנוע שריטות על פני השטח.

**פריסת פיני מפלט:** פיני מפלט מפוזרים באופן שווה כדי למנוע דחף מרוכז הגורם לעיוות חלק. עבור אזורים שטוחים גדולים יותר, מומלץ מבנה לוחית דחיפה-.

**V. מערכת בקרת טמפרטורה מדויקת עבור תבניות מבודדות רתמות חוטים:**

**לוחית הכיסוי דקה יחסית ורגישה לתנודות טמפרטורת הדפוס, במיוחד בחומרים מחוזקים בסיבי זכוכית שבהם הבדלי טמפרטורה יכולים בקלות לגרום לעיוות.** לכן, מערכת בקרת הטמפרטורה של התבנית חייבת להיות בעלת תכונות העיצוב הבאות:

**מערכת מעגל מים בכיסוי מלא-:** ודא לטמפרטורת חלל אחידה, במיוחד על ידי שיפור תעלות הקירור באזורי הצלעות או באזורים עם חיזוק צפוף.

**בקרת מעגל עצמאית:** עבור תבניות מרובות-חללים או מבנים בעלי צורה לא סדירה, יש להשתמש במספר יחידות בקרת טמפרטורה, עם סטיית טמפרטורה קטנה מ-2 מעלות או שווה ל-2 מעלות.

**בקרת טמפרטורה בינונית בחירה:** מומלץ לבקר טמפרטורת עובש בשילוב עם בקרת טמפרטורת מים של 85~120 מעלות. אם החומר דורש גבישיות גבוהה, יש צורך בחימום שמן למעל 140 מעלות.

** הכנסת טכנולוגיית קירור מהיר (כגון קירור מים בתדר משתנה + תוספות סגסוגת מוליכות תרמית גבוהה) יכולה לקצר את מחזור היציקה ב-15-25%.

VI. דרישות חיי עובש ותחזוקה עבור לוחות בידוד של רתמות תיל

סוללות אחסון אנרגיה צריכות בדרך כלל לעמוד בדירוג הגנה IP67 או גבוה יותר. כרכיב מגן, לוחית הכיסוי דורשת דיוק מימדים גבוה, וחריץ טבעת האיטום חייב להיות נקי מכתמים. לכן, דרישות חיי התבנית והדיוק הן כדלקמן:

בחירת פלדת עובש: מומלץ-חומרים עמידים בפני-קשיות{1} בפני קורוזיה כגון S136 ו-H13.

דיוק עיבוד תבנית: חספוס משטח חלל Ra < 0.4μm, משטח איטום Ra < 0.2μm.

בקרת דיוק של תבנית זזה ותבנית קבועה פחות או שווה ל-±0.005 מ"מ כדי להבטיח דיוק בהרכבה.

תוכנית תחזוקה רגילה: נקה את משטח התבנית לאחר 5,000 מחזורי הזרקה, והחלף פיני מפלט נשחקים בקלות ומחווני משיכת הליבה- לאחר 10,000 מחזורים.

תהליך הזרקה עבור לוחות בידוד רתמות תיל דורש דיוק גבוה ומחייב תכנון מתואם על פני מספר ממדים, כולל חומרים, מבנה, פירוק ובקרת טמפרטורה. באמצעות הדמיית CAE שיטתית, בניית תבניות אופטימלית ואסטרטגיות בקרת טמפרטורה קפדניות, ניתן לשפר באופן משמעותי את עקביות המוצר ויעילות הדפוס, מה שמבטיח את הבטיחות והאמינות של מערכות אחסון אנרגיה. בעתיד, עם מזעור ומודולריזציה של התקני אחסון אנרגיה, דרישות הדפוס המדויק של כיסויי הפרדה יהפכו מחמירים עוד יותר, ויחייבו שדרוגים מתמשכים ואינטליגנציה של תהליכי הזרקה. על ידי שליטה קפדנית בדרישות התהליך המרכזיות הללו, Donghao Plastics יכולה לייצר -איכות וביצועים גבוהים- רתמות סוללות לאחסון אנרגיה וכיסויי הפרדה, לענות על צרכי הלקוחות בתחומי יישומים שונים ולהגביר עוד יותר את התחרותיות שלה.