Vakuum chuck vazifasini ham bajaradigan isitish plitasi bir vaqtning o'zida tekis ish qismini assimilyatsiya qilish orqali uning yuzasiga tushirishi va u bilan termal aloqani saqlab turishi kerak. Sirtning pürüzlülüğü bu ikki qarama-qarshi ehtiyojning chorrahasida joylashgan. To'g'ri tanlashsirt pürüzlülüğü Ra isitish plitasi vakuum chuckIsh qismini ishonchli ushlab turish, bir xil issiqlik uzatish va izchil ishlov berish natijalariga erishish uchun kombinatsiya juda muhimdir.
Isitish plitasi yuzasining ikki tomonlama roli
Vakuumli isitish plitasida sirt bir-birining ustiga chiqadigan ikkita funktsiyani bajaradi:
Vakuum yo'qolishiga qarshi muhrlash– Plitada vakuum manbaiga ulangan ishlov berilgan oluklar yoki kanallar mavjud. Yassi ish qismi (masalan, kremniy gofret, metall qatlam yoki yupqa polimer plyonka) tepaga joylashtiriladi. Ish qismi va plastinkaning quruqlikdagi joylari (yivlar orasidagi qattiq sirt) orasidagi aloqa havo vakuum kanallariga oqib chiqmasligi uchun muhr hosil qilishi kerak.
Issiqlik o'tkazuvchanligi– Issiqlik plastinkadan ishlov beriladigan qismga tegib turgan qattiq joylar bo‘ylab uzatiladi. Haqiqiy aloqa maydoni sirt pürüzlülüğüne bog'liq: faqat asperity cho'qqilari tegadi, vodiylar esa issiqlik izolyatorlari vazifasini bajaradigan mikroskopik havo bo'shliqlari bilan ajralib turadi.
Shuning uchun sirt pürüzlülüğü vakuum muhrlash ishiga va issiqlik bilan aloqa o'tkazuvchanligiga bevosita ta'sir qiladi. Noto'g'ri belgilangan pürüzlülük qismning ko'tarilishi, siljishi, mahalliy darajada qizib ketishi yoki kerakli haroratga erisha olmasligiga olib kelishi mumkin.
Nima uchun juda qo'pol muammolarga olib keladi
Agar sirt juda qo'pol bo'lsa (masalan, Ra > 1,6 mkm, qo'pol silliqlash yoki ishlov beriladigan sirtlarga xos), bir nechta salbiy oqibatlarga olib keladi:
Vakuum oqishi– Balandlik cho'qqilari ishlov beriladigan qismning quruqlik joylariga yaqin joylashishiga to'sqinlik qiladi. Havo ish qismi va plastinka orasidagi mikroskopik bo'shliqlar orqali vakuum yivlarini chetlab o'tadi. Vakuum nasosi doimiy ravishda tortishi mumkin, ammo ushlab turish kuchi sezilarli darajada kamayadi yoki butunlay yo'qoladi.
Qisqartirilgan termal aloqa– Faqat eng baland cho'qqilar mexanik aloqa qiladi. Haqiqiy aloqa maydoni ko'rinadigan maydonning 10% dan kam bo'lishi mumkin. Issiqlik bu izolyatsiyalangan aloqa nuqtalarini kesib o'tishi kerak, bu esa yuqori termal interfeys qarshiligini yaratadi. Ish qismi belgilangan nuqtadan sovuqroq ishlaydi va qism bo'ylab haroratning bir xilligi buziladi.
Ish qismining bosimi 50–80 kPa (mutlaq vakuum) bo'lgan vakuumli chuck ilovalari uchun 1,0 mkm dan yuqori Ra odatda qabul qilib bo'lmaydigan oqish va yomon isitish ko'rsatkichlarini keltirib chiqaradi.
Nima uchun juda silliq (oyna pardasi) ham muammoli
Sayqallangan sirt (masalan, Ra < 0,1 mkm) muhrlash uchun ideal bo'lib tuyulishi mumkin, ammo u o'ziga xos nosozliklarni keltirib chiqaradi:
Siqish va havoni ushlab turish– Juda silliq, tekis ishlov beriladigan buyum bir xil silliq plastinaga qo'yilsa, ikkala sirt bir-biriga "siqilib" qolishi mumkin. Yupqa havo plyonkalari yuzalar orasiga tiqilib qoladi va ish qismi vaqtincha yopishib qolishi mumkin. Biroq, asbobning lateral bosimi ostida (masalan, yig'ish va qo'yish kallagi yoki silkitgichdan) ishlov beriladigan qism to'satdan sirpanishi yoki aylanib, tekislikni buzishi mumkin. Qoplangan havo, shuningdek, to'liq vakuum bilan aloqa qilishni oldini oladi, chunki vakuum muhrlangan havo qatlami orqali qismni pastga tushira olmaydi.
Termal kontakt qarshiligining oshishi– Aksincha, juda silliq yuzalar issiqlik qarshiligini oshirishi mumkin. "Siqish" effekti osonlik bilan almashtirilmaydigan nozik, turg'un havo qatlamini ushlab turadi. Havo yomon issiqlik o'tkazgichdir (≈0,026 Vt / m · K). Issiqlik bilan aloqa o'tkazuvchanligi, havo plyonkasiga kiruvchi qatlamlar kirib boradigan nozik zamin yuzasiga qaraganda ancha past bo'lishi mumkin.
Chizish va ifloslanish sezgirligi– Oyna pardasi har bir tirnalgan, barmoq izi yoki zarrachani ko‘rsatadi. Ifloslantiruvchi moddalar ko'rinib qoladi va ish qismini mahalliy darajada ko'tarib, vakuum oqishini keltirib chiqarishi mumkin.
Shunday qilib, sirt qoplamasi vakuum plitalari uchun Goldilocks muammosidir: juda qo'pol emas, juda silliq emas, balki to'g'ri.
Tavsiya etilgan pürüzlülük diapazoni: Ra 0,4–0,8 mkm
Kombinatsiyalangan vakuum chuck va isitish plitasi uchun keng qabul qilingan optimal sirt pürüzlülüğü diapazoni hisoblanadi.Ra 0,4 dan 0,8 mikrometrgacha(Imperator birliklarida taxminan 16-32 mikrodyuym). Bu diapazonga odatda erishiladinozik silliqlashyokilappingmos abraziv bilan.
Ushbu diapazonda:
Vakuumli muhrlash– Tepalik cho'qqilari etarlicha past (odatda Ra 0,4 uchun cho'qqidan vodiygacha bo'lgan balandlik 3–5 mkm), tekis ishlov beriladigan qism cho'qqilarni biroz deformatsiya qiladi va quruqlik bo'ylab deyarli uzluksiz muhr hosil qiladi. Vakuum oqishi minimallashtiriladi.
Termal aloqa- Aloqa maydoni yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun etarli bo'lib, odatda qattiq qattiq aloqa uchun nazariy maksimalning 50-70% ga etadi. Mikro-vodiylar har qanday tutilgan havoni evakuatsiya qilishga imkon beradi, shuning uchun ishlov beriladigan qism yaqin aloqada bo'lishi mumkin.
Ish qismining tutqichi– Saqlangan mikro-tekstura (nozik zamin naqsh) lateral harakatga qarshi ishqalanishni ta'minlaydi. Ra 0,6 yuzasiga joylashtirilgan qism o'rtacha asbob kuchlari ostida sirpanishga qarshilik ko'rsatadi, lekin hali ham ortiqcha yopishmasdan olib tashlanishi mumkin.
Shuni ta'kidlash kerakki, ideal Ra ish qismi materialiga biroz bog'liq. Yumshoq materiallar (masalan, mis folga yoki silikon kauchuk) osonroq mos keladi va biroz qo'polroq sirtlarga (Ra 1,0 gacha) toqat qiladi. Qattiq, mo'rt materiallar (masalan, kremniy gofret yoki shisha) silliqroq yuzalarni talab qiladi, lekin siqilishning oldini olish uchun Ra 0,2 dan yuqori. Belgilangan diapazon 0,4–0,8 mikron eng keng tarqalgan kombinatsiyalarga xizmat qiladi.
Sirt pürüzlülüğünü o'lchash va aniqlash
Ra (o'rtacha arifmetik pürüzlülük) vakuumli chuck isitish plitalari uchun eng ko'p ishlatiladigan parametrdir. Odatda sirt bo'ylab chiziqni kesib o'tuvchi stilus profilometri bilan o'lchanadi. Silliqlash namunasi uchun o'lchov to'liq pürüzlülük profilini olish uchun silliqlash belgilariga perpendikulyar bo'lishi kerak.
Muhandislik chizmasida sirt qoplamasi aniq ko'rsatilishi kerak. Belgilanishga misol:
Ra 0,6 mkm (maydalash, yo'nalish ko'rsatilmagan)
yoki
ISO 4287 uchun SR 0,4–0,8 mikron
Agar plastinka qoplamani oladigan bo'lsa (masalan, nikel qoplamasi yoki PTFE spreyi), qoplamadan keyingi oxirgi pürüzlülük belgilangan diapazonga to'g'ri kelishi kerak. Ko'pgina qoplamalar substrat pürüzlülüğünü takrorlaydi; boshqalari (qattiq xrom yoki elektrsiz nikel kabi) qalinligi va jarayoniga qarab Ra biroz ko'payishi yoki kamayishi mumkin. Bunday hollarda, substrat maqsaddan pastroq pürüzlülük uchun maydalangan bo'lishi kerak va tayyor qoplangan mahsulot o'lchov bilan tasdiqlanadi.
Groove naqsh va chuqurlikning roli
Faqatgina sirt pürüzlülüğü vakuum ishlashini kafolatlamaydi. Yiv shakli (spiral, konsentrik doiralar, radial yoki o'zaro faoliyat) va chuqurlik chuqurligi bir xil darajada muhimdir. Isitish plitasi uchun oluklar ham bir xil issiqlik taqsimotini ta'minlashi kerak. Umumiy dizayn qoidalari:
Chuqurlik chuqurligi– Odatda 0,2–0,5 mm. Oluklar orasidagi er maydoni truba kengligidan kamida 2-3 barobar ko'p bo'lishi kerak.
Yivli naqsh– Isitish uchun radial ulash kanallari yoki bitta uzluksiz spiralli konsentrik dumaloq oluklar afzallik beriladi, chunki ular yiv geometriyasini buzmasdan plastinkaning kengayishiga va qisqarishiga imkon beradi.
Er maydoni nisbati– Berilgan sirt pürüzlülüğü uchun ushlab turish kuchi erning umumiy maydoniga mutanosib bo'ladi (yivlar bilan kesilmagan qattiq maydon). Plitalar yuzasining 50-70% ni tashkil etadigan odatiy er maydoni vakuumli tutqich va isitishning bir xilligi o'rtasida murosani ta'minlaydi.
Er maydonlarining pürüzlülüğü belgilangan Ra bo'lishi kerak. Yivli tagliklar qo'polroq bo'lishi mumkin (odatda ishlov beriladigan kabi), chunki ular ishlov beriladigan qismga tegmaydi.
Maqsad Ra ga erishish uchun ishlab chiqarish usullari
Vakuumli isitish plitalarida kerakli sirt pürüzlülüğünü ishlab chiqarish uchun odatda quyidagi usullar qo'llaniladi:
| Usul | Oddiy Ra diapazoni (µm) | Muvofiqlik |
|---|---|---|
| Frezeleme (kesilgan holda) | 1.6–6.3 | Juda qo'pol; qabul qilib bo'lmaydi |
| Silliqlash (qo'pol g'ildirak) | 0.8–1.6 | Yuqori uchi, yumshoq ish qismlari bilan qabul qilinadi |
| Nozik silliqlash (aniq g'ildirak) | 0.4–0.8 | Ideal diapazon- tavsiya etiladi |
| Lapping (bepul abraziv) | 0.1–0.4 | Pastki chegara ehtiyotkorlik bilan nazorat qilingan taqdirdagina qabul qilinadi |
| Jilolash | <0.1 | Juda silliq; siqilish va havo tutilishiga olib keladi |
To'g'ri pürüzlülüğe erishgandan so'ng, plastinka abraziv qoldiqlarni olib tashlash uchun yaxshilab tozalanishi kerak, keyin quritilishi va toza muhitda saqlanishi kerak. Sirtdagi har qanday ifloslanish vakuum muhrlanishini ham, termal aloqani ham yomonlashtiradi.
Amaliy tasdiqlash
Isitish plitasi belgilangan pürüzlülükte ishlab chiqarilgandan so'ng, uning ishlashi ikkita oddiy sinov bilan tasdiqlanishi mumkin:
Vakuumli parchalanish testi– Qattiq, g'ovak bo'lmagan sinovdan o'tkaziladigan ish qismi (masalan, tekisligi ma'lum bo'lgan zanglamaydigan po'latdan yasalgan plastinka) shtutserga o'rnatiladi. Vakuum tizimi maqsadli darajaga (masalan, 70 kPa mutlaq) faollashtirilgan. Keyin nasos izolyatsiya qilinadi va vaqt o'tishi bilan bosimning ko'tarilishi o'lchanadi. Daqiqada 5 kPa dan kamroq ko'tarilish odatda qabul qilinadigan muhrlanishni ko'rsatadi.
Issiqlik bilan aloqa o'tkazuvchanligi testi– Plastinka ma'lum haroratda ushlab turilganda, sinov ish qismi barqaror holatga qizdiriladi. Interfeysdagi harorat farqi o'rnatilgan termojuftlar bilan o'lchanadi. 100 daraja plastinka haroratida 5 darajadan kamroq farq etarli termal aloqani ko'rsatadi.
Agar testlardan birortasi ham muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, sirt pürüzlülüğü qayta o'lchanishi va 0,4–0,8 mikron oynasi ichida nozikroq (lekin juda nozik bo'lmagan) qoplamaga qayta ishlanishi kerak.
Xulosa: Hisoblangan termal-mexanik interfeys
Vakuumli isitish plitasining sirt pürüzlülüğü - bu ushlab turish xavfsizligi va issiqlik uzatish samaradorligini bevosita aniqlaydigan aniq ishlab chiqilgan parametr. O'ngni tanlashsirt pürüzlülüğü Ra isitish plitasi vakuum chuckkombinatsiya haddan tashqari qo'pol yuzalardan (vakuum oqadigan va issiqlikni yomon o'tkazadigan) va ko'zgu jilolangan yuzalardan (havoni ushlab turadigan va qismning sirpanishiga imkon beruvchi) saqlanishni anglatadi. Nozik silliqlash orqali erishilgan-Ra 0,4 dan 0,8 mkmgacha bo'lgan optimal diapazon-vakuumli muhrlanishni, yaxshi termal aloqa maydonini va ish qismini ushlab turish uchun etarli mikro-teksturani ta'minlaydi. Oddiy tugatish kabi ko'rinadigan narsa aslida hisoblangan termal-mexanik interfeysdir. Ushbu pürüzlülüğü ko'rsatish, o'lchash va tekshirish isitish plitasining o'zining ikki tomonlama rolini ketma-ket, partiyadan keyin, qismlarning harakatisiz yoki termal bir xilliksiz bajarishini ta'minlaydi.
