Estudio de caso de mecanizado de conchas de módulo conjunto de precisión Sinbo

En los módulos de junta robóticos, la calidad del mecanizado de la carcasa de disipación de calor afecta directamente a la eficiencia de la gestión térmica y a la estabilidad operativa a largo plazo de todo el sistema. La carcasa de disipación de calor del módulo de junta de Sinbo Precision aborda con éxito los desafíos de disipación de calor en los módulos de junta de alta densidad de potencia a través de múltiples tecnologías de procesamiento innovadoras.

La carcasa de disipación de calor utiliza materiales de aleación de aluminio (como AL6061/T6 o AL7075/T6), logrando una excelente conductividad térmica y estabilidad estructural a través del mecanizado CNC de precisión y la optimización de la tecnología de gestión térmica.

El principal desafío de mecanizado al que se enfrentó Sinbo Precision fue cómo lograr un rendimiento térmico óptimo garantizando al mismo tiempo la precisión de las estructuras complejas. La carcasa de disipación de calor del módulo de junta necesitaba cumplir con las siguientes especificaciones técnicas:

• Requisitos de precisión dimensional extremadamente altos: La tolerancia del grosor de la estructura de pared delgada debe controlarse dentro de ±0,05 mm, el error de planitud no debe exceder los 0,1 mm/m y la rugosidad superficial debe alcanzar Ra0,8 o mejor.
• Estructuras internas complejas: La carcasa de disipación de calor incluye características complejas como canales de flujo de forma especial, matrices de aletas y ranuras de interfaz, lo que dificulta enormemente el mecanizado.
• Rendimiento de la gestión térmica: Garantizar el contacto completo entre la carcasa de disipación de calor y la superficie del motor de la junta, con una eficiencia de conductividad térmica requerida que supere los 400 W/(m·K).
• Estabilidad del material: La aleación de aluminio es propensa a la deformación y la tensión durante el procesamiento, lo que requiere medidas especiales de control del proceso.

Sinbo Precision adoptó una serie de procesos de mecanizado innovadores para abordar estos desafíos técnicos:

• Mecanizado de precisión CNC de varios ejes: Utilizando centros CNC simultáneos de 5 ejes, generando trayectorias de herramientas óptimas a través de la programación y simulación de precisión para garantizar la formación única de formas geométricas complejas. Adopción de una estrategia de dos etapas de "mecanizado en bruto + mecanizado de acabado", donde el mecanizado en bruto elimina rápidamente el exceso de material, y el mecanizado de acabado refina la rugosidad superficial y la precisión dimensional.
• Tecnología de sujeción y posicionamiento elásticos: Abordando la fácil deformación de las piezas de paredes delgadas con mandriles de tres mordazas de precisión y dispositivos de sujeción elásticos para reducir la deformación de la pieza durante la sujeción. El sistema de fijación especialmente diseñado controla la deformación dentro de 0,05 mm.
• Tecnología de corte precalentado: Aplicando calentamiento eléctrico o precalentamiento por arco de plasma a las áreas de mecanizado, ablandando el área de corte para reducir su dureza y resistencia al cizallamiento, mejorando así el rendimiento de corte y reduciendo la fuerza de corte y el consumo de energía.

Sinbo Precision integró múltiples tecnologías avanzadas de gestión térmica en el diseño de la carcasa de disipación de calor:

• Aplicación de material de cambio de fase: Colocación de película de absorción de calor de cambio de fase entre el motor de la junta y la carcasa para absorber y dispersar eficazmente el calor generado durante el funcionamiento.
• Materiales de alta conductividad térmica: Fijación de película conductora térmica con conductividad térmica superior a 400 W/(m·K) a la superficie de contacto del brazo robótico, mejorando significativamente la eficiencia de la conducción térmica.
• Diseño de estructura geométrica compuesta: La superficie interna de la cavidad del contenedor está equipada con varios cuerpos geométricos compuestos que sobresalen hacia afuera, lo que aumenta eficazmente el área de intercambio de calor y proporciona más superficie de contacto para la absorción y disipación del calor.
• Optimización de las aletas de disipación de calor: Adopción de un diseño de aletas de disipación de calor dispuestas en paralelo, con espaciamiento y grosor calculados con precisión para maximizar el área de superficie de disipación de calor y la eficiencia del flujo de aire.

Los procesos de tratamiento de la superficie son cruciales para el rendimiento y la vida útil de la carcasa de disipación de calor:

• Tratamiento de anodizado: Formación de una película de óxido en la superficie de la aleación de aluminio para mejorar la resistencia al calor, la resistencia al desgaste y mejorar la resistencia a la corrosión.
• Tecnología de niquelado: Uso del proceso de niquelado selectivo en las superficies de contacto para reducir aún más la resistencia térmica de contacto y mejorar la eficiencia de la conducción térmica.
• Proceso de pulido de precisión: Realización de pulido espejo en las superficies de contacto para garantizar un ajuste perfecto con los chips y otros componentes de disipación de calor, reduciendo la resistencia térmica.

Sinbo Precision estableció un sistema de inspección de calidad completo que incluye medición tridimensional, pruebas de rendimiento térmico y pruebas de presión para garantizar que cada carcasa de disipación de calor cumpla con estrictos estándares de calidad.

Después de una serie de optimizaciones de procesos, la carcasa de disipación de calor del módulo de junta de Sinbo Precision logró mejoras significativas en el rendimiento:

• Indicadores de precisión dimensional: Tolerancia del grosor del producto controlada dentro de ±0,03 mm, error de planitud que no excede 0,08 mm/m y rugosidad superficial que alcanza Ra0,6, superando con creces los estándares de la industria.
• Rendimiento térmico: La eficiencia de conducción térmica de la carcasa de disipación de calor alcanzó los 450 W/(m·K). Cuando se combina con materiales de cambio de fase, reduce eficazmente la temperatura de funcionamiento del módulo de junta en más del 25%.
• Datos de fiabilidad: Después de 1000 horas de pruebas de ciclo térmico continuo, la carcasa de disipación de calor no mostró degradación del rendimiento ni deformación estructural, lo que demuestra una excelente fiabilidad a largo plazo.
• Eficiencia de producción: A través de la optimización del proceso, el ciclo de producción se acortó en un 35% y la tasa de rendimiento aumentó del 85% inicial a más del 98%.

Las carcasas de disipación de calor del módulo de junta de Sinbo Precision se han aplicado con éxito en robots industriales, sistemas servo de precisión y campos aeroespaciales, proporcionando a los clientes soluciones fiables de gestión térmica. A través de la innovación tecnológica continua y la optimización de procesos, Sinbo Precision está avanzando en la tecnología de disipación de calor para dispositivos electrónicos de alta densidad de potencia.

Estudio de caso de mecanizado de la carcasa de disipación de calor del módulo de junta de Sinbo Precision: soluciones de gestión térmica de precisión

Carcasa de disipación de calor de mecanizado CNC

Gestión térmica del módulo de junta

Mecanizado de aluminio de precisión

Tecnología de refrigeración por cambio de fase

Soluciones térmicas para robótica

Explore el enfoque innovador de Sinbo Precision para el mecanizado de la carcasa de disipación de calor del módulo de junta. Descubra cómo el procesamiento CNC de precisión y las tecnologías avanzadas de gestión térmica garantizan un rendimiento óptimo para aplicaciones robóticas de alta potencia.