3D 프린팅된 배터리 냉각판의 내부 채널을 확인하는 방법은 무엇입니까?

고객이 아름다운 3D 프린팅 배터리 냉각판을 받았습니다. 외관은 완벽하고 표면은 깨끗하며 장착 구멍이 정렬되어 있습니다. 그러나 시스템 테스트 중에 냉각수 흐름이 예상보다 낮거나, 압력 강하가 설계에서 허용하는 것보다 높거나, 더 나쁘게도-누출 속도가 느립니다. 문제는 거의 항상 아무도 볼 수 없는 채널 내부에 있습니다. 부품 외부에 결함이 없더라도 잔여 분말, 좁은 통로, 거친 벽 또는 약간의 기하학적 왜곡으로 인해 열 성능이 저하될 수 있습니다. 이 기사에서는 내부 채널을 검사하기 어려운 이유, 사용 가능한 5가지 실용적인 방법, 올바른 조합을 선택하는 방법, 가장 자주 발견되는 결함, 주문하기 전에 공급업체에 물어봐야 할 질문에 대해 설명합니다.

내부 채널을 확인하기 어려운 이유

금속 적층 제조는 기존 기계 가공이 생성할 수 없는 복잡한 형상 적응형 냉각 채널을 생성합니다. 동일한 채널은 검증하기 가장 어려운 기능이기도 합니다. 그들은 비틀고, 분기하고, 직경을 변경하고 종종 부품 내부 깊숙이 들어갑니다. 빌드가 완료되면 채널이 완전히 닫힙니다. 그 안에 캘리퍼나 CMM 프로브를 넣을 수 없습니다.

일반적인 제조 문제는 문제를 더욱 악화시킵니다. 분말 제거 후에도 잔여 분말이 남아 있을 수 있습니다. 아래쪽-표면은 위쪽-표면보다 훨씬 거친 경향이 있습니다. 국부적인 과열이나 지원 부족으로 인해 채널 단면이 수축되거나 왜곡될 수 있습니다.- 수력학적 직경이 조금만 감소하거나 표면 거칠기가 증가하더라도 흐름 저항이 증가하고 열{7}}전달 효율이 감소합니다.

배터리 열 관리는 용서할 수 없습니다. NREL 및 기타 실험실의 연구에 따르면 셀 온도가 상승하고 온도 구배가 크면 용량 저하가 가속화되고 열폭주 위험이 증가하는 것으로 나타났습니다. 팩을 엄격한 온도 범위(종종 약 15~35도) 내에 유지하는 것은 생명과 안전 모두에 중요합니다. 내부 채널이 부분적으로 막혀 있거나 크기가 작은 냉각판은 설계된 열 방출을 제공할 수 없으므로 전체 팩이 어려움을 겪습니다.

내부 채널을 검사하는 5가지 방법

CT 스캐닝

산업용 컴퓨터 단층촬영은 현재 내부 채널의 전체 3차원 구조를 측정할 수 있는-유일한 비파괴 방법입니다. 스캐너는 잔여 분말, 국부적 제한, 벽{3}}두께 변화 및 CAD 모델과의 편차를 나타내는 체적 데이터세트를 생성합니다. 금속 냉각판의 일반적인 분해능 범위는 부품 크기와 재료 밀도에 따라 50μm~100μm입니다. 3D 프린팅 부품에 대한 CT 스캐닝은 정량적인 내부 채널 치수 측정이 필요한 경우의 표준입니다.

흐름 테스트

물이나 냉각수의 제어된 흐름은 정의된 압력 또는 유량으로 채널을 통해 밀려납니다. 측정된 유량은 설계값과 비교됩니다. 이 테스트는 빠르고 저렴하며 성능과 직접적인 관련이 있습니다. 그것은 당신에게 말할 수 없습니다어디제한은 지오메트리가 얼마나 변경되었는지에 달려 있지만 성능이 저하될 부분을 빠르게 표시합니다-.

압력 강하 테스트

압력 센서는 유체가 일정한 속도로 흐르는 동안 입구와 출구에 배치됩니다. 예상치 못한 높은 압력 강하는 거의 항상 막힘, 거칠기 또는 단면적 감소를 나타냅니다.- 흐름 테스트와 마찬가지로 -비파괴적이고 생산 친화적이지만- 기하학적인 세부 정보를 제공하지 않습니다.

내시경 / 내시경

유연하거나 단단한 내시경을 더 크고 상대적으로 직선인 채널에 삽입할 수 있습니다. 육안 검사를 통해 잔류 분말, 거친 표면 또는 지지체 잔류물을 확인할 수 있습니다. 이 방법은 접근 가능한 통로로 제한되어 있으며 치수를 정확하게 측정할 수 없습니다.

잘라내기-절단 열기

선택한 부품을 절단하고 절단면을 현미경이나 광학 CMM으로 검사합니다. CT나 플로우 테스트에서 보이는 것이 무엇인지 확인하는 가장 직접적인 방법인데 부품이 파손된 것입니다. 일반적으로 프로세스 검증이나 첫 번째-기사 상관 관계에만 사용됩니다.

어떤 방법을 선택해야 합니까?

프로토타입 및 소규모 배치 검증을 위해 대부분의 구매자는 부품 샘플에 대한 CT 스캔과 100% 흐름 또는 압력 강하 테스트를 결합합니다.{2}} 연속 생산에서는 혼합 방식이 기능 테스트와 주기적인 CT 감사로 전환되는 경우가 많습니다. 도면에 엄격한 내부 공차가 필요하거나 채널이 매우 복잡한 경우,냉각 채널 검사CT를 사용하는 것은 내부 채널 치수 측정을 확인하는 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다.

채널 내부에서 발견되는 일반적인 문제

분말 잔류물 및 막힘– 불완전한 분말 제거로 인해 분말이 느슨해지거나 부분적으로 소결되어 흐름이 제한됩니다. 빌드 후에는 철저한 진동, 압축-공기 또는 화학적 청소 프로토콜이 필요합니다.

크기가 작거나 왜곡된 채널– 열이 축적되거나 지지력이 부족하면 -단면이 수십 또는 수백 마이크론 줄어들 수 있습니다. 프로세스-매개변수 최적화와 더 나은 지원 전략으로 문제가 줄어듭니다.

과도한 내부 거칠기– 특히 아래-피부 표면은 매우 거칠어 압력 강하가 증가할 수 있습니다. 빌드 방향과-공정 후 연마(연마재 흐름 또는 화학물질)를 통해 상황이 개선됩니다.

지원 잔재– 완전히 제거되지 않은 내부 지지대는 국부적인 장애물을 생성합니다. 자립-채널을 위한 설계 또는 신중한 지원 제거가 필수적입니다.

벽-두께 변화– 국부적인 과열이나 분말 접착으로 인해 벽이 설계보다 두꺼워지거나 얇아져 강도와 열 성능 모두에 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 각 결함은 외부 육안 검사를 통과할 수 있지만 설치 후 냉각판의 성능이 저하되거나 누출이 발생할 수 있습니다.-

Sunhingstones의 실제 사례

새로운{0}}에너지 자동차 공급업체에는 복잡한 등각 채널이 있는 알루미늄 3D 프린팅 배터리 냉각판 제품군이 필요했습니다. 초기 프로토타입은 외부 치수가 양호했지만 흐름 테스트에 실패했습니다. 측정된 흐름은 목표보다 18~22% 낮았고 그에 따라 압력 강하도 높았습니다. CT 스캔을 통해 여러 가지 채널에 잔류 분말이 발견되었으며 국부{6}}단면이 최대 0.3mm 감소했습니다.

팀은 중요한 채널 영역에 대한 레이저 매개변수와 스캐닝 전략을 조정하고,{0}}다단계 분말 제거 및 초음파 세척 순서를 도입했으며, 모든 빌드 플레이트에 CT 샘플링과 100% 흐름 테스트를 구현했습니다. 프로세스 잠금- 이후 후속 배치에서는 설계 범위의 5% 이내 유속과 지정된 범위 내의 압력 강하 값을 달성했습니다. 중요한 내부 기능의 치수 수율이 95% 이상 증가했습니다.

주문하기 전에 공급업체에 문의해야 할 사항

주문하기 전에 다음 사항에 대한 명확한 답변을 요청하십시오.

내부 채널에는 어떤 검사 방법(CT, 유량, 압력 강하 또는 조합)이 사용됩니까?

첫 번째{0}}제품 부품에 대해 치수 보고서 또는 CT 분석이 제공됩니까?

어떤 탈분말 및 세척공정이 적용되며, 잔여분말은 어떻게 확인하나요?

공급업체가 CT 결과를 유량 또는 압력 강하 성능과 연관시키는 이전 데이터를 보여줄 수 있나요?-

유사한 부품의 내부 채널 치수에 대한 처리 능력은 무엇입니까?

이러한 문제를 이미 이해하고 있는 유능한 금속 3D 프린팅 제조업체 또는 배터리 냉각판 공장을 선택하면 발견이 늦어질 위험이 줄어듭니다. EV 배터리 애플리케이션을 위한 금속 3D 프린팅 서비스 경험이 있는 공급업체는 내부 채널 검증을 나중에 고려하지 않고 프로세스의 표준 부분으로 처리합니다. 더 많은 EV 플랫폼이 대량 생산으로 전환됨에 따라 적층 제조 냉각 구성요소의 품질 검사에 대한 업계의 관심이 계속 높아지고 있습니다.

FAQ

3D 프린팅된 부품을 자르지 않고 내부를 어떻게 확인하나요?
주요 비{0}}방법은 내부 채널의 완전한 3D 지도를 생성하는 산업용 CT 스캔입니다. 흐름 테스트 및 압력{3}}낙하 테스트는 부품을 손상시키지 않고 기능 확인을 제공합니다.

냉각 채널에 대한 CT 스캐닝은 얼마나 정확합니까?
부품 크기, 재료 및 스캔 매개변수에 따라 산업용 CT는 일반적으로 50~100μm 범위의 특징을 분석하고 채널 직경, 벽 두께 및 잔류 분말 위치를 우수한 측정 신뢰성으로 정량화할 수 있습니다.

흐름 테스트가 CT 스캔을 대체할 수 있습니까?
흐름 테스트는 채널이 필요에 따라 작동하는지 확인하지만 결함을 찾거나 실제 형상을 측정할 수는 없습니다. 두 가지 방법은 상호보완적입니다. 많은 프로젝트에서 두 가지를 모두 사용합니다.

채널 내부에 파우더가 여전히 붙어 있는지 어떻게 알 수 있나요?
CT 스캐닝은 잔류 분말을 검출하는 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. 기능적 흐름 또는 압력-낙하 테스트도 심각한 막힘을 표시하지만 가벼운 잔여 분말은 여전히 ​​흐름 테스트를 통과하면서 장기적인-신뢰성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

맞춤형 냉각판을 도매 수량으로 제공합니까?
예. CT 및 기능 테스트를 통해 프로세스가 검증되면 동일한 매개변수 및 검사 계획이 맞춤형 냉각판 도매 공급을 위한 생산량으로 확장됩니다.

냉각판 채널을 확인할 준비가 되셨나요?

3D 모델이나 도면을 보내주세요. 내부 채널 설계를 검토하고 CT 스캐닝과 기능 테스트의 적절한 조합을 권장하며 명확한 DFM 및 검사 계획을 제공합니다. 3D 프린팅된 배터리 냉각판 내부를 올바르게 검증하면 열 성능과 프로젝트 일정을 모두 보호할 수 있습니다.