Как термичното съпротивление на отделящото PTFE фолио влияе върху преноса на топлина от-плоча към-част?

Когато част се формова в композитна или гумена формовъчна преса, тънък лист PTFE освобождаващ филм обикновено се поставя между нагрятата плоча и елемента, за да се избегне залепването и да се улесни изваждането. Филмът върши необходимата механична работа, но също така има малък термичен ефект. Топлината все още се пренася през интерфейса, действайки като термичен пазач, макар и с намалено темпо поради ограниченото термично съпротивление на PTFE слоя. Ако не се компенсира, това забавяне води до недостатъчно втвърдени части, по-лоши механични характеристики и неравномерни резултати от процеса.

В приложенията на термично съпротивителната плоча с PTFE филм този тънък полимерен слой е предвидим, но решаващ компонент при моделирането на топлопреноса и дизайна на цикъла на втвърдяване.

Топлинен ефект на PTFE отделящи филми за системи с нагряване на преси
Служи като интерфейс за освобождаване
PTFE освобождаващите филми обикновено се използват в:

Преси за втвърдяване на каучук

Консолидация на композитни ламинати

Процедури за формоване на термореактивни материали

Система за вакуумно опаковане

Процеси на адхезивно залепване:

Те се използват предимно за създаване на незалепваща бариера между инструментите и обработвания материал. Но същите химични и повърхностни качества, които спират адхезията, също влияят върху топлопроводимостта.

Тефлон с ниска топлопроводимост
PTFE има относително ниска топлопроводимост от около:
~0,25 вата на метър Келвин

Това твърдо го поставя в класа на топлоизолаторите, а не в класа на металите, използвани при производството на плочи. Тази функция води до откриваема температурна разлика в целия филм дори при изключително скромни дебелини.

Устойчивостта на тънкия{0}}слой въздейства върху развитието на топлинната устойчивост в целия филм
Дори филм с дебелина от.

0,05-0,1 мм.

осигурява определен термичен съпротивителен слой между частта и повърхността на плочата.

Преносът на топлина през филма има проводимо поведение, т.е.

Понижаването на температурата увеличава топлинния поток

По-дебелите покрития имат по-висока устойчивост

Въздействието се засилва от по-високите температури на плочата

Това води до малка, но постоянна температурна разлика между повърхността на плочата и интерфейса на частта.

Ефектът от разпределението на температурата
При методите за формоване с висок топлинен поток спадът на температурата върху филма може да бъде няколко градуса C. Това може да изглежда малко важно, но в тясно регулирани системи за втвърдяване става важно, тъй като кинетиката на реакцията е чувствителна към температурата.

Неоткриваемото, хлъзгаво покритие е нежно термично тясно място, а умната рецепта на процеса му позволява времето, необходимо за преминаване на топлината.

Необходимост от компенсация на процеса
Регулиране на зададената точка на плочата
Ако контролът на температурата на плочата е калибриран без филма, действителната температура на компонента може да е по-ниска от желаната. Обикновено компенсацията се извършва от:

Леко повишена зададена точка на плочата

Продължително време на накисване или престой

Контрол на скоростта на нарастване (модифициран)

Тези промени гарантират, че подходяща топлинна енергия се доставя през филмовата бариера за постигане на пълно втвърдяване.

Чувствителност на цикъла на лечение
Реакциите на термореактивно втвърдяване са особено чувствителни към температурни промени. Дори незначителни спадове в температурата на компонентите могат да причинят:

Непълно кръстосано-свързване

По-ниска механична якост

По-дълги времена на цикъла

Променливост между производствените партиди

Следователно точното термично моделиране трябва да включва устойчивостта на филма като част от цялата система за пренос на топлина.

Ефект от състоянието и позицията на филма
Единични или множество слоеве
Промяната в конфигурацията на филма силно влияе върху термичното поведение:

Еднослоен филм: постоянна и предвидима устойчивост

Двуслоен или сгънат филм: по-голям изолационен ефект

Локализирана термична вариация: филм с бръчки

Допълнителна термична устойчивост на въздушните пространства между слоевете

Двоен или сгънат PTFE слой може да създаде локализиран джоб от изолация, което води до неравномерно нагряване на повърхността на детайла.

Значението на единния контакт
Постоянният натиск и гладкото поставяне могат да помогнат за намаляване на:

Въздушно улавяне

Локални промени в дебелината

Неравномерност на температурата

Горещи и студени зони

Не-равномерното нанасяне на филм може да доведе до неравномерни профили на втвърдяване.

Количествено определяне на топлинния ефект
Зависимост от топлинния поток
Температурната разлика в PTFE листа се определя от уравнението на Фурие за топлопроводимост и е пропорционална на:

Дебелина на филма

PTFE топлопроводимост

Топлинен поток през интерфейса

Температурната разлика е по-висока при условия на по-висок топлинен поток и корекцията е особено необходима за бързо-втвърдяване или процеси при висока-температура.

Предсказуемо и моделируемо поведение
За разлика от произволните промени в процеса, устойчивостта на топлина на PTFE филма е стабилна и възпроизводима, когато дебелината и състоянието на материала са регулирани. Това го прави подходящ за включване в:

Симулация на процеса на моделиране

Разработване на цикъл на втвърдяване

Криви на термично калибриране

Последици за индустриалните процеси
Производство на композит
Аерокосмическото и автомобилното втвърдяване на композитни материали изисква строг контрол на температурата, за да се гарантира ефективността на смолата. Съпротивлението на PTFE филма трябва да бъде включено в:

Планиране на цикъл на автоклав

Време за пресоване на ламиниране

Термични модели за вакуумно опаковане

Втвърдяване на каучукови еластомери
При приложения за формоване на каучук дори умерени температурни промени могат да повлияят на:

СТЕПЕН НА ВУЛКАНИЗАЦИЯ

Плътност на кръстосаните връзки

Крайна гъвкавост

Поведение на комплекта за компресиране

С подходяща компенсация се поддържа еднаквост на качеството на продукта.

Режими на повреда при термично пренебрегване
Под втвърдени части
Последствията от недостатъчната-компенсация на устойчивостта на филма могат да бъдат:

Меко или частично зарастване

Нарушена структурна цялост

Повреда в услугата преди очакваното време

Локални температурни колебания
Също така могат да причинят дефекти:

Набръчкани филмови зони

Зони с двойно припокриване на слоя

Захванати въздушни джобове

Те причиняват топлинни несъответствия, които се разпространяват върху свойствата на материала.

Заключение
В-системите за формоване, базирани на плоча, PTFE освобождаващият филм прави много повече от това да осигурява незалепващ интерфейс. По дизайн това е термичен резистор, който създава предвидим, но значителен спад на температурата между плочата и детайла. Когато се отчете по подходящ начин, това поведение може да бъде напълно коригирано или чрез променени настройки, или чрез удължени времетраене на лечение.

В системите с термична устойчивост на плоча с PTFE освобождаващо фолио, точността на процеса зависи от разпознаването, че тънък полимерен слой от 0,05-0,1 mm променя поведението на топлопреминаване по откриваем начин.

В крайна сметка скромният филм за отделяне на PTFE разкрива, че дори най-слабите помощни средства за процеса имат собствена термична индивидуалност и надеждно производство може да бъде постигнато само когато това поведение е добре разбрано и включено в термичния дизайн.