Apliko de inĝenieraj plastoj en pezo-redukto de elektronika ekipaĵo

1. Enkonduko

  radaro elektronikaj produktoj disvolviĝas rapide. Krom iliaj pli kaj pli da funkcioj kaj pli altnivela agado, ilia mortpezo fariĝas pli malpeza kaj pli malgranda. En ĉi tiu etapo, armea ekipaĵo ĉefe uzas kunmetitajn materialojn. La mekanikaj propraĵoj de la kunmetitaj materialoj estas bonegaj. La totala pezo-redukto povas esti atingita per struktura optimumiga dezajno aŭ la uzo de malalt-densecaj metalaj materialoj (kiel aluminia alojo kaj magnezialojaj materialoj). Tamen, por kelkaj malgrandaj elektronikaj ekipaĵoj, la marĝeno por struktura optimumigo estas limigita. Konsiderante la materialon mem, la anstataŭigo de inĝenieraj plastoj kun bona rendimento kaj malalta denseco ankaŭ povas realigi la malpezan produkton.

  La denseco de la plej multaj inĝenieristikplastoj estas malpli ol 2 g/cm3. Kompare kun aluminiaj produktoj vaste uzataj hodiaŭ, la kvalito de produktoj povas esti reduktita je 50% uzante inĝenierajn plastajn produktojn por prilabori modelojn kun la sama strukturo. Pli kaj pli da specoj de inĝenieraj plastoj estis trovitaj, kaj iuj inĝenieraj plastoj havas bonegan rendimenton. Tial la esplorado pri aplikado kaj ekspansio de inĝenieraj plastoj iom post iom pliiĝis. Ĉi tiu artikolo esploras la aplikon de inĝenieraj plastoj en radarproduktoj, kaj uzas la malaltan densecon de inĝenieraj plastoj por atingi malpezajn produktojn.

2. Aplika analizo de elektronika ekipaĵo inĝenieraj plastoj

  La struktura dezajno de elektronika ekipaĵo ĉefe plibonigas la kapablon de la tuta produkto adaptiĝi al diversaj labormedioj de la sekvaj kvar aspektoj. Necesas analizi la fareblecon anstataŭigi iujn metalajn materialojn per inĝenieraj plastoj bazitaj sur la strukturo kaj funkcio de elektronikaj ekipaĵoj.

  a) La elektronika kazo estas ĉefe uzata por instali diversajn elektrajn komponantojn kaj provizi fidindan mekanikan strukturon forton kaj rigidecon por certigi la normalan funkciadon de la tuta produkto. La mekanikaj propraĵoj de inĝenieraj plastoj estas malsamaj pro siaj malsamaj formaj metodoj kaj komponaĵoj, sed ili ĝenerale havas altan forton. La materialoj povas esti elektitaj laŭ la specifaj uzaj postuloj. Kaj aluminia alojo (2.7 × 103kg/m3), magnezia alojo (1.8 × 103kg/m3), la plej multaj inĝenieraj plastoj (1.2 × 103 kg/m3) havas pli altan specifan rigidecon. Tial, anstataŭigi metalajn materialojn per inĝenieraj plastoj estas grava maniero redukti la pezon de strukturoj.

  b) Strukturaj membroj povas plibonigi la varmodisigan kapaciton de elektraj ekipaĵoj, kontroli la temperaturaltiĝon de komponantoj ene de la permesebla intervalo aŭ certigi, ke komponantoj en la ekipaĵo povas elteni la termikan ŝokon de subitaj temperaturŝanĝoj. La varmokondukteco, varmorezisto kaj termika ekspansio de inĝenieraj plastoj estas sufiĉe malsamaj de tiuj de metalaj materialoj. La funkciada temperaturo de ĝenerala elektronika ekipaĵo estas − 20 °C 〜+85 °C. Plej oftaj inĝenieraj plastoj povas esti aplikataj, ekzemple, la termika deformada temperaturo de polikarbonato estas +127 °C.

  Por elektronika ekipaĵo, varmokondukteco estas kritika. La varmokondukteco de la plej multaj inĝenieraj plastoj estas malalta, ĝenerale 0.14 〜 0.34 W/(m · K). Nuntempe, diversaj esploroj pri la varmokondukteco de inĝenieraj plastoj devas formi kunmetitajn materialojn kun alta varmokondukteco per dopado de alta varmokondukteco. Kvankam la varmokondukteco de la kunmetaĵo estis plibonigita centojn da fojoj, ĝis 20 〜 35 W/(m · K), ankoraŭ estas granda breĉo kompare kun la tradiciaj metalaj varmodissipaj materialoj (120 〜 250 W/(m · K) K)). Tial, por alt-denseca integra radara elektronika ekipaĵo, inĝenieristikplastoj ne devus esti uzataj kiel varmokondukado kaj varmotransigo-komponentoj.

  c) La elektronika kazo plibonigas la kapablon de la tuta ekipaĵo rezisti severan medion per struktura dezajno, kaj estas aplikebla al diversaj ekstremaj mediaj kondiĉoj. Plej multaj inĝenieraj plastoj havas bonan korodan reziston al acido, alkala, salo kaj aliaj amaskomunikiloj, kaj ilia elektrokemia agado estas pli bona ol tiu de metalaj materialoj.

  d) Strukturaj dezajnaj mezuroj devas esti prenitaj por elektronika ekipaĵo por minimumigi la elektromagnetan interferon de la ekstera medio al la interna ekipaĵo kaj redukti la elektromagnetan elfluon de interna ekipaĵo al la ekstera medio. Pro la elektromagneta ŝirmado postuloj, la ĉasioŝelo estas ĝenerale farita el metalaj materialoj por certigi la ŝelan kontinuecon kaj provizi internan elektromagnetan ŝirman medion. Plej multaj inĝenieraj plastoj estas polimeraj materialoj, kaj ilia malbona kondukteco estas la ĉefa kialo, kiu limigas ilian uzon en elektronika ekipaĵo. Ŝprucigi konduktan farbon sur la ekstera surfaco de inĝenieraj plastoj por ke ĝia surfaco havas certan konduktivecon povas ludi la rolon de ŝirmado de metala ŝildo.

  Oni povas vidi el la analizo, ke inĝenieraj plastoj povas anstataŭigi iujn materialojn de strukturaj ŝarĝaj partoj de elektronikaj ekipaĵoj, kaj atingi elektromagnetan ŝirman efikon tegante konduktan tegaĵon sur ĝia interna muro, tiel reduktante la pezon de ekipaĵo.

3. Elekto de inĝenieraj plastoj

a) Pretiga teknologio

  La materialaj trajtoj de malsamaj inĝenieraj plastoj estas malsamaj, kaj la respondaj pretigaj teknologioj ankaŭ estas malsamaj. Estas necese elekti taŭgajn prilaborajn kaj fabrikajn metodojn laŭ la celitaj materialoj, por doni plenan ludon al la propraĵoj de materialoj. Ofta prilabora teknologio estas montrita en Tabelo 1.

  Oni povas vidi el Tabelo 1, ke en ĉi-supraj muldaj procezoj, la plej multaj procezoj postulas muldilojn kaj kompleksajn prilaborajn ilojn. Tial, malgrandaj aroj da produktoj kun kompleksaj strukturoj ĉe la radara dezajno kaj disvolva stadio ne estas idealaj pretigaj metodoj.

  NC-maŝinado apartenas al tradicia maŝinado, kiu povas esti uzata por fari simplajn partojn. Por kompleksaj strukturoj, 3D presa teknologio povas esti uzata por realigi la produktadon de ununura aŭ malgranda aro de strukturaj partoj per la kombinaĵo de nombra kontrola pretigo kaj 3D presado.

  Tabelo 1 Oftaj Pretigaj Procezoj

  b) Materialaj Propraĵoj

La pretiga metodo de 3D presado postulas la elekton de respondaj presaj materialoj. Kiam oni elektas materialojn por elektronikaj produktoj, oni elektas materialojn kun mezaj kaj altaj fortaj mekanikaj propraĵoj kaj alta temperaturrezisto super 80 ℃. La elektitaj materialoj estas polikarbonato (komputilo), nilono (PA-folio), akrilonitrila butadiena stirenkopolimero (ABS) kaj polietera eterketono (PEEK). Vidu Tabelon 2 por specifaj agado-parametroj.

Tabelo 2 Materialaj Efikeco-Parametroj

  Por 3D-presado, la kostoj de malsamaj materialoj estas malsamaj. PEEK kun la plej bona rendimento havas la plej altan prezon, dum PC, ABS kaj PA havas moderajn prezojn. El la perspektivo de materiala agado kaj ekonomio, komputilaj kaj PA materialoj povas ne nur certigi forton, sed ankaŭ konservi stabilecon ĉe altaj temperaturoj. Ili estas materialoj kiuj renkontas la bazajn uzbezonojn de la radara industrio, kaj estas malmultekostaj. Ili taŭgas por malgrandaj aroj kaj diversaj specoj de pretigaj anstataŭaĵoj.

4. Pezo-redukta dezajno de industria mulda kazo

  Kiel portebla ekipaĵo, la originala dezajnmaterialo de industria mulda kazo estas 6063-aluminia alojo. La tuta maŝino estas peza, kio ne favoras la funkciadon kaj uzadon de dungitaro. Tial, pezo redukto dezajno estas postulata.

a) Ĉasio-strukturo

  La ĉasio adoptas 3U fermitan malvarmigan konduktan dezajnon, kiu estas ĉefe kunmetita de supraj kaj malsupraj malvarmigaj platoj, antaŭaj kaj malantaŭaj paneloj, sekciokadroj, flankaj platoj kaj ventumilaj muntaj platoj. La varmo estas transdonita de la malvarmiga gvidplato al la supraj kaj malsupraj malvarmigaj platoj, kaj tiam la varmego estas eligita per la sekundara aero malvarmiganta tra la malvarmigaj dentoj de la supraj kaj malsupraj malvarmigaj platoj de la ĉasio. Fermita strukturo estas formita ene de la kazo por certigi la median adaptiĝon kaj elektromagnetan ŝirman agadon de la tuta maŝino.

b) Pezo redukto dezajno

  Por varmo disipado, la supraj kaj malsupraj malvarmigaj platoj de la ĉasio ankoraŭ devas esti faritaj el metalaj materialoj kun bona varmokondukteco. Kompare kun 6063 serio de aluminio alojo de la originala ĉasio, la malvarma plato estas farita el magnezia alojo kun alta varmokondukteco. La ceteraj partoj (kiel la antaŭa panelo, flanka panelo kaj aliaj nevarmaj strukturoj) estas ĉefe uzataj por formi la fermaĵon de la ĉasio, kaj iuj elektraj partoj povas esti instalitaj samtempe. Inĝenieristikaj plastoj kun pli malalta denseco povas esti uzataj. Ĉi-foje, PC kaj PA materialoj estas uzataj por anstataŭigi ilin.

  Krom la varmokonduka strukturo, aliaj strukturaj membroj de la ĉasio estas faritaj el inĝenieraj plastoj. Por certigi la elektromagnetan ŝirman agadon de la ĉasio, kondukta farbo devas esti aplikata sur la interna surfaco de la strukturaj membroj. Arĝenta pasto aŭ nikela kondukta farbo estas elektitaj kiel la ŝprucanta materialo por la interna surfaco de la strukturaj membroj.

Komputilaj aŭ PA-materialoj havas bonegan prilaboradon. Post presado, diversaj instalinterfacoj de partoj (kiel fadenaj truoj, ŝtalaj fadenaj enmetataj truoj, ktp.) povas esti poste prilaboritaj por certigi la asemblean precizecon de la ĉasio. La presita produkto estas montrita en Figuro 3.

  Fine, la fadena prilaborado-testo estas efektivigita. Por 3D presado de strukturaj partoj, pro la limigo de pretiga mekanismo, estas multaj interspacoj interne, kaj la post-prilaborita ŝtala drata fadenmaniko defalos kaj fendetos post instalado, kiel montrite en Figuro 4. Por solvi ĉi tiun problemon. , la NC maŝinprilabora metodo de profiloj estas uzata por fari partojn kun fadenoj. Por ĉi tiu ekipaĵo, la platoj ambaŭflanke estas anstataŭigitaj per profiloj PA por rekta prilaborado, kaj ŝtaldrataj enmetoj estas instalitaj. Tra fizika konfirmo, la fadenigita maniko estas instalita firme sen defali.

c) Mekanika analizo

  La anstataŭigitaj partoj estas antaŭa panelo, malantaŭa kovrila plato, flanka plato, ventumila munta plato kaj dividita kadro. La efikkontrolo estas ĉefe farita por la karakterizaĵoj de malbona ductileco de materialoj. La kalkulkondiĉo estas, ke la gravita akcelado en X-direkto kaj Y-direkto estas 9 g respektive, kaj la gravita akcelado en Z-direkto estas 14 g, kaj la tempo estas 11 ms.

  El la mekanikaj simulaj rezultoj, oni povas vidi, ke la maksimuma streĉo estas 8.42 MPa post kiam la ĉasio estas ŝarĝita per efikŝarĝo en tri direktoj, kaj la materiala forto estas 1.5 fojojn de la sekureca faktoro, kiu estas malpli ol la forto de nilona materialo. 32 MPa, plenumante la uzpostulojn.

d) Termika analizo

  La ĉasio ĉefe enhavas kvin tabulojn, kun totala konsumo de 60.2 W. La termika desegna indekso estas la maksimuma ĉirkaŭa temperaturo de 55 ° C, la ŝelo temperaturo de elektronikaj aparatoj estas pli malalta ol 85 ° C, kaj la flanka muro temperaturo de la ĉasio estas pli malalta ol 75 ° C. La maksimuma temperaturo de la flanka muro de la ĉasio estas 71.4 ° C, kaj la maksimuma temperaturo de la tabulo komponantoj estas 82 ° C, kiu aperas sur la stokado tabulo kaj plenumas la dezajno postulojn.

e) Resumo

  La ĉefa varmodisipa materialo de la ĉasio estas magnezia alojo kun alta varmokondukteco anstataŭe de la origina aluminialojo materialo. La resto de la strukturaj partoj estas ŝanĝitaj al inĝenieristika plasto Nilono 6 ŝeojt, kaj la maso de ĉiu parto estas kalkulita, kiel montrite en Tabelo 4. Sur la premiso renkonti ĉiujn indikilojn, la totala pezo de la ĉasio-strukturo estas reduktita je 45.3%, kio montras, ke la pezo-redukto-efiko de inĝenieraj plastoj kaj malpeza magnezio. alojo estas tre evidenta. La tuta kadro pezas ĉirkaŭ 2 kg, respondante al la leviĝaj bezonoj de dungitaro kaj ŝparante la kvalitan indicon de la portanta platformo.

  El la vidpunkto de mekaniko kaj termodinamiko, la simulado kaj eksperimento de la kazo kiu anstataŭigis PC-materialon kaj PA-materialon estis efektivigitaj. La kondukta farbo adoptas arĝentan paston, kiu ne nur certigas la elektromagnetan ŝirman agadon de la ĉasio, sed ankaŭ plibonigas la tri pruvigan agadon de la strukturo.

  Por plastaj produktoj, ankaŭ necesas testi iliajn malpezajn maljuniĝajn karakterizaĵojn per malpezaj maljuniĝaj eksperimentoj por kontroli la funkcidaŭron de iliaj materialoj sub malsamaj spektroj.

5. konkludo

  Inĝenieraj plastoj estas vaste uzataj en civilaj kampoj kiel elektronikaj aparatoj, aŭtoj kaj konstruaĵoj pro siaj bonegaj ampleksaj propraĵoj. Kun la kontinua miniaturigo de elektronika ekipaĵo, inĝenieraj plastoj havas larĝajn perspektivojn en la kampo de milita elektronika ekipaĵo. Por elektronikaj ekipaĵoj de kaza tipo, inĝenieraj plastoj povas esti uzataj ĉe taŭgaj pozicioj por anstataŭigi metalajn materialojn, por plibonigi la potencan efikecon de la tuta sistemo, kaj optimumigi kaj simpligi la procezon de fabrikado kaj muntado de gravaj partoj.

  En la aplikado de inĝenieraj plastoj, necesas plene kompreni la fizikajn, kemiajn, mekanikajn kaj aliajn ecojn de materialoj, kaj kombini kun pli maturaj tegaĵoj kaj fabrikado-metodoj por efektivigi efikan pezon-reduktan optimumigan dezajnon. Por unupecaj kaj malgrandaj aroj, 3D-presa kostoj estas malaltaj. Tamen, pro la formanta principo, estas malfacile akiri strukturajn partojn kun densaj materialoj similaj al metalo, kiuj havas internajn porojn kaj loka struktura forto estas nesufiĉa; Por grandaj kvantoj da produktoj, injekta muldado povas certigi la formadon de kvalitaj streĉaj strukturaj partoj. Sekve, kiam oni aplikas inĝenierajn plastojn, necesas kombini kostajn kaj rendimentajn faktorojn kaj amplekse konsideri prilaborajn metodojn.