Estudo de Caso de Usinagem da Carcaça de Dissipação de Calor do Módulo de Junta de Precisão Sinbo

Nos módulos de junta robóticos, a qualidade da usinagem da carcaça de dissipação de calor afeta diretamente a eficiência do gerenciamento térmico e a estabilidade operacional de longo prazo de todo o sistema. A carcaça de dissipação de calor do módulo de junta da Sinbo Precision aborda com sucesso os desafios de dissipação de calor em módulos de junta de alta densidade de potência por meio de múltiplas tecnologias de processamento inovadoras.

A carcaça de dissipação de calor utiliza materiais de liga de alumínio (como AL6061/T6 ou AL7075/T6), alcançando excelente condutividade térmica e estabilidade estrutural por meio de usinagem CNC de precisão e otimização da tecnologia de gerenciamento térmico.

O principal desafio de usinagem que a Sinbo Precision enfrentou foi como alcançar o desempenho térmico ideal, garantindo a precisão de estruturas complexas. A carcaça de dissipação de calor do módulo de junta precisava atender às seguintes especificações técnicas:

• Requisitos de precisão dimensional extremamente altos: A tolerância da espessura da estrutura de paredes finas deve ser controlada dentro de ±0,05 mm, o erro de planicidade não deve exceder 0,1 mm/m e a rugosidade da superfície deve atingir Ra0,8 ou melhor.
• Estruturas internas complexas: A carcaça de dissipação de calor inclui recursos complexos, como canais de fluxo de formato especial, matrizes de aletas e ranhuras de interface, tornando a usinagem extremamente difícil.
• Desempenho de gerenciamento térmico: Garantir o contato completo entre a carcaça de dissipação de calor e a superfície do motor da junta, com a eficiência de condutividade térmica exigida para exceder 400W/(m·K).
• Estabilidade do material: A liga de alumínio é propensa à deformação e tensão durante o processamento, exigindo medidas especiais de controle de processo.

A Sinbo Precision adotou uma série de processos de usinagem inovadores para enfrentar esses desafios técnicos:

• Usinagem de precisão CNC de vários eixos: Usando centros CNC simultâneos de 5 eixos, gerando caminhos de ferramentas ideais por meio de programação e simulação de precisão para garantir a formação única de formas geométricas complexas. Adotando uma estratégia de duas etapas de "usinagem grosseira + usinagem de acabamento", onde a usinagem grosseira remove rapidamente o excesso de material, e a usinagem de acabamento refina a rugosidade da superfície e a precisão dimensional.
• Tecnologia de fixação e posicionamento elástico: Abordando a fácil deformação de peças de paredes finas com mandris de três garras de precisão e dispositivos de fixação elásticos para reduzir a deformação da peça durante a fixação. O sistema de fixação especialmente projetado controla a deformação dentro de 0,05 mm.
• Tecnologia de corte pré-aquecido: Aplicando aquecimento elétrico ou pré-aquecimento por arco de plasma às áreas de usinagem, amolecendo a área de corte para reduzir sua dureza e resistência ao cisalhamento, melhorando assim o desempenho de corte e reduzindo a força de corte e o consumo de energia.

A Sinbo Precision integrou múltiplas tecnologias avançadas de gerenciamento térmico no projeto da carcaça de dissipação de calor:

• Aplicação de material de mudança de fase: Definindo filme de absorção de calor de mudança de fase entre o motor da junta e a carcaça para absorver e dispersar efetivamente o calor gerado durante a operação.
• Materiais de alta condutividade térmica: Fixando filme condutor térmico com condutividade térmica superior a 400W/(m·K) à superfície de contato do braço robótico, melhorando significativamente a eficiência da condução térmica.
• Projeto de estrutura geométrica composta: A superfície interna da cavidade do recipiente é equipada com vários corpos geométricos compostos que se projetam para fora, efetivamente aumentando a área de troca de calor e fornecendo mais superfície de contato para absorção e dissipação de calor.
• Otimização da aleta de dissipação de calor: Adotando o projeto de aleta de dissipação de calor disposta em paralelo, com espaçamento e espessura precisamente calculados para maximizar a área de superfície de dissipação de calor e a eficiência do fluxo de ar.

Os processos de tratamento de superfície são cruciais para o desempenho e a vida útil da carcaça de dissipação de calor:

• Tratamento de anodização: Formando uma película de óxido na superfície da liga de alumínio para melhorar a resistência ao calor, resistência ao desgaste e aumentar a resistência à corrosão.
• Tecnologia de niquelação: Usando o processo de niquelação seletiva nas superfícies de contato para reduzir ainda mais a resistência térmica de contato e melhorar a eficiência da condução térmica.
• Processo de polimento de precisão: Realizando polimento espelhado nas superfícies de contato para garantir o ajuste perfeito com chips e outros componentes de dissipação de calor, reduzindo a resistência térmica.

A Sinbo Precision estabeleceu um sistema completo de inspeção de qualidade incluindo medição tridimensional, testes de desempenho térmico e testes de pressão para garantir que cada carcaça de dissipação de calor atenda aos rigorosos padrões de qualidade.

Após uma série de otimizações de processo, a carcaça de dissipação de calor do módulo de junta da Sinbo Precision alcançou melhorias significativas de desempenho:

• Indicadores de precisão dimensional: A tolerância da espessura do produto controlada dentro de ±0,03 mm, o erro de planicidade não excedendo 0,08 mm/m e a rugosidade da superfície atingindo Ra0,6, superando em muito os padrões da indústria.
• Desempenho térmico: A eficiência de condução térmica da carcaça de dissipação de calor atingiu 450W/(m·K). Quando combinada com materiais de mudança de fase, ela reduz efetivamente a temperatura de operação do módulo de junta em mais de 25%.
• Dados de confiabilidade: Após 1000 horas de testes contínuos de ciclo térmico, a carcaça de dissipação de calor não apresentou degradação de desempenho ou deformação estrutural, demonstrando excelente confiabilidade a longo prazo.
• Eficiência de produção: Por meio da otimização do processo, o ciclo de produção foi encurtado em 35% e a taxa de rendimento aumentou de 85% inicial para mais de 98%.

As carcaças de dissipação de calor do módulo de junta da Sinbo Precision foram aplicadas com sucesso em robôs industriais, sistemas servo de precisão e áreas aeroespaciais, fornecendo aos clientes soluções confiáveis de gerenciamento térmico. Por meio da inovação tecnológica contínua e otimização de processos, a Sinbo Precision está avançando na tecnologia de dissipação de calor para dispositivos eletrônicos de alta densidade de potência.

Estudo de Caso de Usinagem da Carcaça de Dissipação de Calor do Módulo de Junta Sinbo Precision - Soluções de Gerenciamento Térmico de Precisão

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