Ne yapıyorlar?

Bölmeler ve kabarcıklar, soğutma sıvısı akışını normalde soğutma olmayan alanlara yönlendiren soğutma hatlarının bölümleridir. Soğutma kanalları tipik olarak kalıp boşluğu ve maça boyunca delinir. Ancak kalıp, normal soğutma kanallarını barındıramayacak kadar uzak alanlardan oluşabilir. Bu alanları parçanın geri kalanıyla eşit şekilde soğutmak için alternatif yöntemler, aşağıda gösterildiği gibi Baffle, Bubbler veya Termal pimlerin kullanılmasını içerir.

ŞEKİL 1. Bölme, fıskiye ve termal pim

Baffles

Baffle aslında bir soğutma kanalını iki yarı dairesel kanala ayıran bir bıçak ile ana soğutma hattına dik olarak açılmış bir soğutma kanalıdır. Soğutma sıvısı, ana soğutma hattından bıçağın bir tarafına akar, ucun etrafında dönerek bölmenin diğer tarafına geçer ve ardından ana soğutma hattına geri akar.

Bu yöntem soğutma sıvısı için maksimum kesit sağlar, ancak bölücüyü tam olarak merkeze monte etmek zordur. Soğutma etkisi ve bununla birlikte çekirdeğin bir tarafındaki sıcaklık dağılımı diğer taraftakinden farklı olabilir. Üretim açısından ekonomik bir çözümün bu dezavantajı, bölmeyi oluĢturan metal levhanın bükülmesi halinde ortadan kaldırılabilir. Örneğin, aĢağıdaki ġekil 2'de gösterildiği gibi sarmal bölme, soğutucuyu bir sarmal Ģeklinde uca ve geriye iletir. Bu, 12 ila 50 mm çaplar için kullanışlıdır ve çok homojen bir sıcaklık dağılımı sağlar. Bölmelerin bir başka mantıksal gelişimi de aşağıdaki Şekil 2'de gösterildiği gibi tek veya çift uçuşlu spiral çekirdeklerdir.

ŞEKİL 2. (Solda) Sarmal bölme. (Sağ) Spiral bölme.

Kabarcıklar

Bir fıskiye, bıçağın küçük bir tüple değiştirilmesi dışında bir bölmeye benzer. Soğutma sıvısı tüpün alt kısmına akar ve tıpkı bir fıskiye gibi üst kısımdan "kabarcıklar" çıkarır. Soğutma sıvısı daha sonra soğutma kanalları boyunca akışına devam etmek için tüpün dışından aşağı doğru akar.

İnce çekirdeklerin en etkili şekilde soğutulması fıskiye ile sağlanır. Her ikisinin de çapı, her iki kesitteki akış direnci eşit olacak şekilde ayarlanmalıdır. Bunun için şart şudur:

İç Çap / Dış Çap = 0,707

Kabarcıklar ticari olarak mevcuttur ve genellikle aşağıdaki Şekil 3'te gösterildiği gibi çekirdeğe vidalanır. Çıkış kesitini büyütmek için 4 mm çapa kadar boru ucuna eğim verilmelidir; bu teknik Şekil 3'te gösterilmiştir. Bubblerlar sadece maça soğutması için değil, aynı zamanda delinmiş veya frezelenmiş kanallarla donatılamayan düz kalıp bölümlerini soğutmak için de kullanılabilir.

ŞEKİL 3. (Solda) Çekirdeğe vidalanmış fıskiyeler. (Sağda) Çıkışı genişletmek için eğimli fıskiye

NOT: Hem bölmeler hem de kabarcıklar daraltılmış akış alanlarına sahip olduğundan, akış direnci artar. Bu nedenle, bu cihazların boyutlarının tasarlanmasında dikkatli olunmalıdır. Hem bölmeler hem de kabarcıklar için akış ve ısı transferi davranışı C-MOLD Soğutma analizi ile kolayca modellenebilir ve analiz edilebilir.

Termal pimler

Termal pim, bölmelere ve kabarcıklara bir alternatiftir. Sıvı ile doldurulmuş kapalı bir silindirdir. Akışkan, takım çeliğinden ısıyı çekerken buharlaşır ve Şekil 4'te gösterildiği gibi ısıyı soğutucuya bırakırken yoğunlaşır. Bir termal pimin ısı aktarım verimliliği bakır bir borunun neredeyse on katıdır. İyi bir ısı iletimi için termal pim ile kalıp arasında hava boşluğu bırakmayın veya bu boşluğu yüksek iletkenliğe sahip bir dolgu macunu ile doldurun.

ŞEKİL 4. Termal pim ısı transfer verimliliği

İnce çekirdeklerin soğutulması

Çap veya genişlik çok küçükse (3 mm'den az), sadece hava soğutması uygulanabilir. Hava, Şekil 5'te gösterildiği gibi, kalıp açılırken çekirdeklere dışarıdan üflenir veya içeriden merkezi bir delikten akar. Bu prosedür elbette tam bir kalıp sıcaklığının korunmasına izin vermez.

ŞEKİL 5. İnce bir çekirdeğin hava ile soğutulması

İnce çekirdeklerin (5 mm'den küçük olanlar) daha iyi soğutulması, bakır veya berilyum-bakır malzemeler gibi yüksek termal iletkenliğe sahip malzemelerden yapılmış ekler kullanılarak gerçekleştirilir. Bu teknik aşağıdaki Şekil 6'da gösterilmektedir. Bu tür kesici uçlar çekirdeğe presle takılır ve mümkün olduğunca büyük bir kesite sahip olan tabanlarıyla birlikte bir soğutma kanalına uzanır.

ŞEKİL 6. İnce bir çekirdeği soğutmak için yüksek ısı iletkenliğine sahip malzeme kullanımı

Büyük çekirdeklerin soğutulması

Büyük maça çapları (40 mm ve daha büyük) için soğutma sıvısının pozitif bir şekilde taşınması sağlanmalıdır. Bu, Şekil 7'de gösterildiği gibi, soğutucunun merkezi bir delikten çekirdeğin ucuna ulaştığı ve bir spiral aracılığıyla çevresine ve çekirdek ile kesici uç arasında helisel olarak çıkışa yönlendirildiği kesici uçlarla yapılabilir. Bu tasarım çekirdeği önemli ölçüde zayıflatır.

ŞEKİL 7. Büyük çekirdeği soğutmak için sarmal bölme kullanımı

Soğutma silindiri göbekleri

Silindir göbeklerinin ve diğer yuvarlak parçaların soğutulması aşağıda gösterildiği gibi çift sarmal ile yapılmalıdır. Soğutma sıvısı bir sarmalda göbek ucuna akar ve başka bir sarmalda geri döner. Tasarım nedenlerinden dolayı, bu durumda çekirdeğin duvar kalınlığı en az 3 mm olmalıdır.

ŞEKİL 8. Merkez fıskiye ile çift sarmal