Verständnis von Wärmetauschern für gedruckte Schaltungen und die Rolle des chemischen Ätzens

Was ist ein Wärmetauscher mit gedrucktem Kreislauf?

Wärmetauscher mit gedruckten Schaltkreisen (PCHEs) werden speziell hergestellt, um den thermischen Energieaustausch zwischen zwei Flüssigkeiten zu optimieren. Diese Geräte kombinieren die Technologien des chemischen Ätzens und der Diffusionsverklebung. Die Strömungskanäle werden auf Metallplatten geätzt, die dann gestapelt und fest verbunden werden, um einen einheitlichen Block zu bilden.

Was sind die Vorteile von Wärmetauschern mit gedruckten Schaltkreisen?

Wärmetauscher mit gedruckten Schaltkreisen bieten Ingenieuren kompakte Designs, die eine effiziente Wärmeübertragung und hohe thermische Leistung durch komplizierte Strömungsmuster gewährleisten. Die präzisen Geometrien der PCHE-Kanäle verbessern auch das Wärmemanagement und die Effizienz, indem sie große Oberflächen für eine effektive Wärmeübertragung zwischen den Flüssigkeiten schaffen. Mit ihrer außergewöhnlichen Hochdrucktoleranz sind sie ideal für industrielle Prozesse unter hohem Druck. Darüber hinaus verbessert ihr geringeres Flüssigkeitsinventar im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschern die Wärmeübertragungsleistung und Zuverlässigkeit.

Anwendungen für Wärmetauscher in gedruckter Form

Die Effizienz von diffusionsgebundenen Wärmetauschern macht sie für eine Reihe von Anwendungen wertvoll, darunter die Kühlung und Verflüssigung von Erdgas, die Vorkühlung von Wasserstoff bei Wasserstoffbetankungsanwendungen und die Kohlenstoffabscheidung im Bereich der erneuerbaren Energien.

Geeignete Materialien für Wärmetauscher mit gedruckten Schaltungen

Aufgrund der Art ihrer Anwendung werden PCHEs in der Regel aus Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit hergestellt. Edelstahl ist das am häufigsten verwendete Material, das wegen seiner geringen Kosten, Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit und vielseitigen Eigenschaften bevorzugt wird. Für ihre Herstellung werden in der Regel Sorten wie 304 und 316 verwendet.

Da sich die chemische Ätztechnik für fast alle Metallarten bis zu einer Dicke von 2,5 mm eignet, können PCHE-Fließbleche auch aus Nickel- und Kupferlegierungen, Aluminium und anderen speziellen Metallarten oder -sorten hergestellt werden.

Wie das chemische Ätzen die Produktion von Wärmetauschern für gedruckte Schaltungen optimiert

Photochemisches Ätzen dient als Lösung für die Herstellung von PCHEs, wobei chemische Ätzmittel verwendet werden, um selektiv komplizierte Muster und Fließkanäle auf ein Metallblech aufzulösen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Blechbearbeitungstechniken bleiben beim chemischen Ätzen die Eigenschaften von Blechen erhalten und das Risiko von Materialverformungen wird vermieden, indem eine chemische Reaktion eingesetzt wird, um das Material selektiv aus dem Blech herauszulösen. Dies gewährleistet eine optimale Leistung des Teils, im Gegensatz zum Stanzen, bei dem es zu Schnittkantenspannungen kommen kann, die sich negativ auf die Gesamtleistung des diffusionsgebundenen Wärmetauschers auswirken.

Kosteneffizienter Werkzeugbau und beschleunigte Produktion

Das Fotoätzen macht kostspielige harte Werkzeuge überflüssig, indem es als kostengünstige Alternative eingesetzt wird. Der digitale Werkzeugbau macht kostspielige Werkzeuganpassungen überflüssig und stellt sicher, dass die Designs zu festen, wirtschaftlichen Kosten optimiert werden. Darüber hinaus werden die Vorlaufzeiten verkürzt, da Prototypen in nur wenigen Tagen hergestellt werden können, was die Markteinführungszeit verkürzt.

Vielseitigkeit der Prozesse

Das fotochemische Ätzverfahren bietet den Ingenieuren Flexibilität bei der Herstellung von Prototypen bis hin zur Großserienproduktion von Wärmetauschern für gedruckte Schaltungen. Darüber hinaus kann das Ätzen größere und dickere Bleche bearbeiten und ermöglicht ein breiteres Spektrum an Metallen, die bei der Verarbeitung mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden eine Herausforderung darstellen würden.

Verschlungene Fließkanäle

Das fotochemische Ätzen bietet eine unübertroffene Wiederholbarkeit und Präzision und ermöglicht die Herstellung von Mikrokanälen mit einer Breite von 0,1 mm und einer Tiefe von 0,025 mm mit gleichbleibend hoher Genauigkeit. Dies ermöglicht eine kompaktere und effizientere Wärmeübertragung bei gleichzeitiger Verkleinerung des Oberflächenbereichs.

Warum eine Partnerschaft mit Precision Micro für die Herstellung von PCHE-Durchflussplatten?

Bei Precision Micro verfügen wir über mehr als 60 Jahre Erfahrung im chemischen Ätzen sowie über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Lieferung von Wärmetauscher-Durchflussplatten für gedruckte Schaltungen an führende OEMs. Unsere Produktionsanlage, die vor kurzem durch eine bedeutende Investition von 2,1 Mio. € (2,3 Mio. $) in einen neuen, hochmodernen Ätzraum erweitert wurde, wurde speziell für die schnellere und kosteneffizientere Herstellung von Wärmetauschern für gedruckte Schaltkreise in größeren Mengen konzipiert.

Schlussfolgerung

Chemisches Ätzen ist die Schlüssellösung für die Herstellung von Wärmetauscher-Durchflussplatten für gedruckte Schaltkreise, die eine effiziente thermische Energieübertragung bei minimalem Platzbedarf und gleichzeitiger Erhaltung der Materialintegrität gewährleistet. Dieses kosteneffektive und zeitsparende Verfahren ermöglicht in Verbindung mit dem Fachwissen von Precision Micro im Bereich des chemischen Ätzens und der fortschrittlichen Produktionsanlage die Lieferung von qualitativ hochwertigen PCHE-Durchflussplatten bei gleichzeitiger Verkürzung der Markteinführungszeit.

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