Herstellungsprozess von Mikrokanalspulen (MCHEs)
Die Herstellung von MCHEs ist ein präzisionsgesteuerter Prozess, der Materialwissenschaft, Extrusionsformen und thermische Verbindungstechnologien integriert und darauf zugeschnitten ist, ultrakleine Strömungskanäle (0,1–2 mm) für eine effiziente Wärmeübertragung zu schaffen. Die wichtigsten Schritte sind wie folgt:
1. Vorbereitung des Aluminiumlegierungsmaterials
MCHEs verwenden hauptsächlich Aluminiumlegierungen (z. B. 3003, 6061) aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und ihrer Kosteneffizienz.
Materialauswahl: Hochreine Aluminiumbarren werden mit Legierungselementen (Magnesium, Silizium) gemischt, um die mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und erfüllen die Standards ASTM B209 oder EN 573-3.
Vorverarbeitung: Die Barrenoberflächen werden entfettet (mit alkalischen Reinigungsmitteln) und gebeizt (mit verdünnter Salpetersäure), um Oxide, Öle oder Verunreinigungen zu entfernen{0}}, die für die Gewährleistung einer gleichmäßigen Extrusions- und Lötqualität später von entscheidender Bedeutung sind.
2. Mikrokanal-Flachrohrextrusion
Dieser Schritt bildet den „Kern“ von MCHEs: flache Röhren mit mehreren parallelen Mikrokanälen.
Extrusions-Setup: Ein erhitzter Barren aus einer Aluminiumlegierung (450–500 Grad) wird über eine hydraulische Presse durch eine präzisionsgefertigte Matrize (mit mikrokanalförmigen Hohlräumen) gepresst. Das Chip-Design bestimmt direkt die Kanalgröße (normalerweise).<1 mm for high-efficiency models) and distribution.
Größenkalibrierung: Das extrudierte Flachrohr wird schnell abgekühlt (durch Luft- oder Wasserabschreckung), um die Dimensionsstabilität aufrechtzuerhalten, und dann auf die erforderliche Länge zugeschnitten (von 0,5 m bis 6 m, je nach Anwendung).
Qualitätsprüfung: Lasermikrometer überprüfen Kanaldurchmesser, Wandstärke und Ebenheit. -Toleranzen werden auf ±0,02 mm kontrolliert, um Inkonsistenzen im Strömungswiderstand zu vermeiden.
3. Stanzen und Formen von Flossen
Den Flachrohren werden Rippen hinzugefügt, um die Wärmeübertragungsoberfläche zu vergrößern (ein Schlüsselfaktor für die MCHE-Effizienz).
Stempelprozess: Aluminiumbleche (0,1–0,2 mm dick) werden einer Präzisionsstanzpresse zugeführt, um Rippenmuster zu erzeugen.-Zu den gängigen Designs gehören Lamellenrippen (für verbesserte Luftströmungsturbulenzen) oder Wellrippen (für Kompaktheit).
Vor-Beschichtungsbehandlung: Die Lamellen können einer Oberflächenbehandlung (z. B. einer Chromatumwandlungsbeschichtung) unterzogen werden, um die Haftung mit dem Lötflussmittel zu verbessern und die Korrosionsbeständigkeit nach dem Löten zu erhöhen.
4. Kernbaugruppe (Rohr-Fin Stacking)
Flachrohre und Lamellen werden zu einem „Wärmetauscherkern“-der grundlegenden Funktionseinheit zusammengefügt.
Layered Stacking: Flache Rohre sind parallel ausgerichtet, wobei zwischen benachbarten Rohren Rippen eingefügt sind, um eine Sandwich-ähnliche Struktur zu bilden. Provisorische Klemmen halten die Baugruppe an Ort und Stelle, um eine Fehlausrichtung zu verhindern.
Lückenkontrolle: Der Abstand zwischen Rohren und Lamellen bleibt erhalten<0.05 mm to ensure full contact during brazing, minimizing thermal resistance at the interface.
5. Vakuumlöten (Thermisches Fügen)
Vakuumlöten ist der entscheidende Schritt, der im Gegensatz zum herkömmlichen Löten Flachrohre und Rippen dauerhaft zu einem dichten {{0}dichten Kern- verbindet und eine hohe strukturelle Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit gewährleistet.
Flussmittelanwendung: Eine dünne Schicht Aluminium-Silizium (Al-Si)-Lötflussmittel (Schmelzpunkt ~577 Grad) wird auf den zusammengebauten Kern gesprüht oder getaucht, um Oxidation während des Erhitzens zu verhindern.
Vakuumofenverarbeitung: Der Kern wird in einen Vakuumofen (Druck) gelegt<10⁻³ Pa) and heated to 580–620°C. At this temperature, the flux melts and flows along the tube-fin interfaces, while the aluminum base material remains solid. The vacuum environment eliminates air bubbles, ensuring uniform brazing.
Kühlung: Der Ofen wird langsam abgekühlt (50–100 Grad/Stunde), um die thermische Belastung zu reduzieren und Mikrorisse in den Mikrokanälen zu verhindern.
6. Schneiden und Anschlussbearbeitung
Der gelötete Kern wird bearbeitet, um Verbindungsanschlüsse für den Flüssigkeitseinlass/-auslass hinzuzufügen.
Kernschneiden: Eine CNC-Säge schneidet den Kern auf die endgültige Produktgröße (z. B. 300 x 400 mm für kommerzielle Tiefkühl-MCHEs), wobei Kühlmittel verwendet wird, um hitzebedingte Verformungen zu vermeiden.
Hafenbohrungen und Gewindebohrungen: Die Enden der Flachrohre werden gebohrt, um Verteileranschlüsse zu bilden, und dann mit Gewinden versehen, um Gewinde (z. B. M10 oder 1/4 NPT) für den Anschluss von Kältemittelleitungen hinzuzufügen. Entgratungswerkzeuge entfernen Metallspäne, um Kanalverstopfungen vorzubeugen.
7. Druckprüfung und Leckerkennung
MCHEs erfordern eine strikte Dichtheit (kritisch für kältemittelbasierte Anwendungen wie Klimaanlagen oder Kühlung).
Drucktest: The core is filled with high-pressure nitrogen (1.5–2 times the design working pressure, typically 2–3 MPa) and held for 30–60 minutes. Pressure gauges monitor for drops-any loss >0,01 MPa weisen auf ein Leck hin.
Helium-Leckerkennung: Für hochpräzise Anwendungen (z. B. Klimaanlagen im Automobilbereich) wird Helium-Massenspektrometrie zur Erkennung von Mikrolecks eingesetzt (Empfindlichkeit bis zu 1×10⁻⁹ Pa·m³/s).
8. Oberflächenbehandlung und Korrosionsschutzbeschichtung (optional)
Für MCHEs, die in rauen Umgebungen (z. B. auf See oder bei hoher Luftfeuchtigkeit) eingesetzt werden, wird zusätzlicher Korrosionsschutz angewendet:
Beschichtungsauftrag: Phenolharz-, Epoxid- oder Fluorpolymerbeschichtungen werden auf die Kernoberfläche aufgesprüht oder durch Elektrophorese aufgebracht. Die Beschichtungsdicke wird auf 20–50 μm eingestellt, um Korrosionsbeständigkeit und Wärmeübertragungseffizienz in Einklang zu bringen.
Aushärten: Der beschichtete Kern wird 30–60 Minuten lang bei 120–180 Grad gebrannt, um die Beschichtung auszuhärten und eine dichte, undurchlässige Schicht zu bilden.
9. Endgültige Qualitätskontrolle und Verpackung
Umfassende Tests: Inspektoren prüfen die Abmessungen (über Koordinatenmessgeräte) (auf Lötfehler wie Risse oder Flussmittelrückstände) und führen stichprobenartig Tests zur Wärmeübertragungseffizienz durch (mithilfe eines Windkanals zur Messung der Wärmeaustauschrate unter Standardbedingungen).
Verpackung: Qualifizierte MCHEs werden in feuchtigkeitsbeständige Folie eingewickelt und in mit Schaumstoff ausgekleideten Kartons verpackt, um Schäden während des Transports zu vermeiden.
Dieser Prozess stellt sicher, dass MCHEs die strengen Leistungsanforderungen für Anwendungen wie gewerbliche Kühlung, Kfz-Klimaanlagen und HVAC-Systeme erfüllen und dabei Effizienz, Kompaktheit und Zuverlässigkeit in Einklang bringen.
HYLITA ist mit vollautomatischen Produktions- und Montagelinien, vollautomatischen Lötproduktionslinien und vollautomatischen Helium-Leckprüflinien ausgestattet.
1. Vollautomatische Montageausrüstung
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Vollautomatische Montagelinien für FertigprodukteDies ermöglicht eine Steigerung der Montageeffizienz um 51 % und eine Verbesserung der Qualitätsstabilität auf 99,8 %.
2. Vollautomatische Lötausrüstung
Vollautomatische Produktionslinien mit Tunnellötöfen-Dies führt zu einer Steigerung der Qualitätszuverlässigkeit um 53 %, wobei die Erfolgsquote der gelöteten Fertigprodukte 99,7 % erreicht.
Vollautomatische Produktionslinien mit VakuumlötöfenErzielung einer Steigerung der Qualitätszuverlässigkeit um 57 %, wobei die Erfolgsquote der gelöteten Fertigprodukte 99,7 % erreicht.
3. Vollautomatische Beschichtungs-/Testgeräte
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