עיצוב מבני ובידוד תרמי לריתוך זרוע בום בסביבות-טמפרטורות גבוהות

1. עקרונות עיצוב מבני

בידוד תרמי רב-שלבי
השתמש במספר מגנים תרמיים ושרוולים מבודדים כדי להפריד פיזית את אזור הטמפרטורה הגבוהה- מאזורי ההולכה והאיטום. זה מפחית את העברת החום הן באמצעות קרינה והן בהולכה.

מבנה שלוחה קל משקל אך קשיח
עיצוב קיר חלול ודק עם חתכים- משתנים יכול להפחית מסה תרמית תוך שמירה על קשיחות. מסה תרמית נמוכה יותר עוזרת למזער הצטברות חום ומפחיתה צניחת הנגרמת כתוצאה מהתפשטות תרמית.

שידור והדרכה ללא-מגע
במידת האפשר, השתמש במנגנונים כגון מסלולים ליניאריים, אטמים פרופלואידים, או מכלולי מפוח שנמנעים משימון שמן וממזערים את החיכוך. זה מסייע במניעת כשל בשימון, התפיסה או יצירת חלקיקים בטמפרטורות גבוהות.

עיצוב נגד-הסטה לנסיעות ארוכות
שלוחות ארוכות צריכות לשלב צלעות חיזוק או מובילי תמיכה נוספים כדי לשלוט בסטייה תחת טמפרטורות גבוהות ולשמור על יישור ריתוך ודיוק מיקום.

2. פתרונות ליבה לניהול תרמי

קירור מים אקטיבי (היעיל ביותר ובשימוש נרחב)
ניתן לשלב תעלות קירור בתוך הפיר שלוחה כדי להסיר חום ברציפות. מעילים נוספים שמקוררים במים- מסביב לבתי איטום או אוגנים עוזרים להגן על רכיבים רגישים לטמפרטורה- כגון אטמים ומסבים פרו-נוזליים.

בידוד תרמי פסיבי
רכיבי בידוד-בטמפרטורה גבוהה-כגון מרווחים קרמיים, שכבות בידוד נציץ או איירגל, ואטמי מחסום תרמיים-יכולים להפחית משמעותית את הולכת החום.
טיפולי משטח עם רפלקטיביות גבוהה, כגון אנודיז או ציפוי ניקל/זהב, יכולים גם הם להפחית את ספיגת החום מקרינה תרמית.

בידוד תרמי מפולח
חלקו את הזרוע לשלושה חלקים פונקציונליים:

קטע עבודה-בטמפרטורה גבוהה

קטע בידוד תרמי ביניים

קטע כונן טמפרטורת-סביבה

עיצוב מבוים זה יוצר שיפוע טמפרטורה מבוקר המגן על מנגנון ההנעה ורכיבי האיטום.

3. בחירת חומר-בטמפרטורה גבוהה

מבנה ראשוני
פלדות אל חלד כגון304 או 316L, או סגסוגות-בטמפרטורה גבוהה, משמשות בדרך כלל בשל החוזק המכני והיציבות התרמית שלהן.

רכיבים-בדיוק גבוה
עבור יישומים הדורשים דיוק מיקום הדוק, סגסוגות עםמקדמי התפשטות תרמית נמוכיםעדיפים כדי למזער עיוות תרמי.

רכיבי בידוד
קרמיקה, פלסטיק הנדסי-בטמפרטורה גבוהה וחומרים מרוכבים מספקים בידוד תרמי יעיל תוך הימנעות מהוצאת גז או זיהום בסביבות ואקום.

4. פתרונות איטום-בטמפרטורה גבוהה

תנועה לינארית
אטמי מפוח מתכת הם אידיאליים לתנועה ליניארית. הם מספקים עמידות בטמפרטורה גבוהה, אפס דליפה וחיי שירות ארוכים.

תנועה סיבובית
ניתן להשתמש באטמים פרונוזליים בטמפרטורה- גבוהה לסיבוב פירים. בשילוב עם קירור מים נכון, הם יכולים לפעול בצורה אמינה בסביבות טמפרטורה גבוהות.

הימנע מאטמי אלסטומר קונבנציונליים
אין להשתמש בטבעות גומי- סטנדרטיות או אטמי שמן במערכות ואקום בטמפרטורה- גבוהה, מכיוון שהן עלולות לצאת מגז, לבזות ולזהם גם את תא הוואקום וגם את חומר העבודה.