Інтегрована конструкція рами потоку та прокладки потоку акумулятора під двоколірним процесом лиття впорскування

Окислювально -відновлювальний батарея-це довгострокова технологія зберігання енергії, що підходить для масштабного застосування, безпечного, стабільного, зеленого та екологічного. Рамка потокового каналу є ключовим компонентом в акумуляторі потоку. Він відіграє важливу роль надання електролітового потоку, підтримуючи інші компоненти та герметизацію, і зазвичай формується ліпленням впорскування. Виходячи з двоколірного процесу введення лиття, ветеринарна енергія розробляє інтегровану структуру рамки проточного каналу та прокладки. Структура може використовувати модифікований поліпропілен як матеріал кадру проточного каналу та динамічно вулканізований термопластичний еластомер як матеріал прокладки, і формується двоколірним процесом для лиття.

Енергія ветеринара також визначає доцільність відбору матеріалів та процесу лиття під тиском за допомогою моделювання аналізу та проводить тест на формування впорскування, щоб отримати ідеальний інтегрований продукт кадрів проточного каналу з бойовою панель менше 1 мм. Нарешті, продукт збирається в один акумулятор. Після тесту на 40 циклів заряду та розряду результати показують, що електрохімічні показники не ослаблені, і витоку чи деформації немає.

Рамка потокового каналу відіграє надзвичайно важливу роль у стеку акумулятора. Це носій для циркуляції електроліту в акумуляторі. Він не тільки забезпечує позиції підтримки та складання для різних компонентів у стеку акумулятора, але й забезпечує рівномірний потоковий канал електролітів, а також відповідає вимогам герметизації. З розширенням шкалипротікати акумуляторЗастосування енергії, стабільність якості та ефективність виробництва рамки потокових каналів особливо важливі.

Звичайні кадри потокових каналів виробляються за допомогою ліплення впорскування. Більшість матеріалів - це звичайна пластмаса, такі як поліпропілен та поліетилен. Після ліплення впорскування гумові ущільнювачі або прокладки встановлюються вручну або автоматично. Цей метод виробництва та складання не підходить для масштабного виробництва кадрів потокових каналів.

Ветеринарна енергія пропонує нову інтегровану конструкцію рами потокового каналу та герметичної прокладки для рідинипротікати акумуляторНа основі двоколірного процесу лиття ін'єкції. Ця конструкція використовує модифікований поліпропіленовий матеріал як основне тіло кадру проточного каналу, динамічно вулканізованого термопластичного еластомерного матеріалу, як другий кадр герметичної прокладки. Спочатку ветеринарна енергія розробляє інтегровану структуру рами потокового каналу та прокладку герметизації на основі вимог двоколірного процесу лиття введення, а потім визначає матеріал, положення та кількість воріт цвілі за допомогою моделювання аналізу. Згодом, шляхом експериментальної перевірки, продукт для лиття ін'єкційного лиття кадру проточного каналуРідка потока акумуляторащо відповідає вимогам використання. Нарешті, рамка каналу потоку акумулятора встановлюється в акумулятор, а після довгострокового тесту заряду та розряду результати показують, що продуктивність акумулятора хороша, і витоку та деформації немає.

01 Двоколірний процес формування впорскування

Двоколірне лиття для ін'єкцій-це пластиковий процес впорскування, який є як звичайним і має високий технічний вміст. Він вводить два пластикові матеріали різних пластикових матеріалів або один і той же пластиковий матеріал, але різні кольори разом, щоб утворити продукт, що формується. Переваги двоколірного лиття для ін'єкцій включають високу точність продукту, стабільну якість, хорошу конструкційну міцність та хорошу міцність.

Двоколірне лиття для ін'єкцій може бути досягнуто двома ін'єкціями за допомогою звичайної машини для лиття ін’єкцій або за допомогою двоколірної машини для лиття для введення для завершення ліплення двох різних пластмасів на одній машині. Перший не потребує високого обладнання, але має низьку ефективність виробництва та погану точність. Останній має широкий спектр застосувань та хорошу якість продукції, високу ефективність виробництва, що є поточною тенденцією та методом, який слід прийняти в цій статті: специфічні робочі етапи показані на малюнку 1. Матеріальна труба 1 машини для лиття ін'єкції вводить сировину A в нижню порожнину форми, щоб утворити перший продукт пострілу. Після відкриття форми машина обертає 180 ° в площині і обертає нижню форму до верху. Потім сировину B вводять у верхню порожнину цвілі через матеріальну трубу 2, утворюючи другий продукт пострілу. У той же час матеріальна труба 1 продовжує вводити сировину А в нижню порожнину форми.

02 Вибір матеріалів для лиття впорскування

Вибір матеріалів для лиття під тиском для кадру потоку потоку потоку повинен відповідати наступним вимогам:

(1) Матеріал може адаптуватися до діапазону робочої температури акумулятора потоку (50 ~ 70 ℃)

(2) матеріал повинен мати сильну стійкість до старіння, сильної кислоти та інших хімічних середовищ;

(3) і матеріал кадру проточного каналу, і матеріал ущільнювального кільця повинні відповідати вимогам процесу лиття під тиском, мати хорошу плинність, а два матеріали повинні бути хімічно сумісними для зменшення деформації викривлення введення формованого продукту;

(4) Матеріал ущільнювального кільця має хорошу теплову стійкість, механічні властивості та ущільнювальні властивості;

(5) Матеріал кадру проточного каналу повинен мати чудові механічні властивості та високу температуру;

(6) Вартість матеріалу повинна бути низькою, а пропозиція повинна бути достатньою

2.1 Матеріал тіла

Поліпропілен (ПП) - це загальна термопластична смола з перевагами регулярної структури тіла, високої кристалічності, легкої обробки та лиття, високої міцності на вигин, хорошої електричної ізоляції та хороших механічних властивостей при високих температурах. Однак загальні поліпропіленові продукти мають такі проблеми, як нестабільність розмірів та велика усадка. Тому промисловість часто використовує метод додавання наповнювачів (наприклад, неорганічні наповнювачі та підсилюючі волокна) для модифікації поліпропілену.

Заповнення та модифікація поліпропілену неорганічними наповнювачами, такими як тальк -порошок, волластоніт та карбонат кальцію, можуть підвищити жорсткість продукту та зменшити усадку та деформацію. Використання поліпропілену, армованого скляним волокном, може значно покращити загальні механічні властивості та теплову стійкість до продукту, зменшити усадку та деформацію, і має хорошу кислотну стійкість, що є кращим методом модифікації.

2.2 Герметичні матеріали

TPV - це особливий тип термопластичного еластомеру. Це запропонував американський Гесслер у 1960 -х роках. Це термопластичний еластомер, зроблений динамічно вульканізацією суміші термопластичної смоли та еластомеру. У 1981 році американська компанія Onsanto успішно досягла промислового масового виробництва EPDM/PPTPV та зареєструвала свій продукт як Сантопрен [U-2]. Порівняно зі звичайними термопластичними еластомерами, гумова компонент TPV повністю вулканізована і рівномірно диспергується в термопластичній матриці, тому його фізичні та механічні властивості та стабільність обробки значно вдосконалюються, і він має широкі перспективи застосування в полях автомобілів, електроніки тощо. L3]

Матеріали TPV концентрують характеристики як гумових, так і пластикових матеріалів. Конкретні характеристики такі:

(1) Він має пластичність пластику і може бути оброблений різними способами, такими як пластик, такі як екструзія, ліплення ін'єкції, лиття на метання тощо, і може бути пов'язана з PPEPDM тощо;

(2) він має еластичність гуми і може використовуватися для деяких еластичних продуктів, таких як поглинання амортизації, герметизація тощо;

(3) він має хорошу стійкість до старіння;

(4) він має хорошу кислотну та лужну стійкість та стійкість до масла;

(5) це без забруднення, екологічно чистого та надійного;

(6) Він підлягає переробці і не втрачає механічних властивостей після повторної обробки. TPV має вищезгадані чудові властивості, тому він може замінити гуму як герметичну прокладку, і досяг хороших результатів у автомобільній промисловості. Однак, завдяки невеликому масштабу поля акумулятора рідини моєї країни та неповної конструкції системи промислового ланцюга вгору за течією та вниз за течією, виробництво кадрів для стека акумулятора та встановлення герметичних кілець все ще є відносно обширним, в основному покладається на ручну збірку, і важко отримати продукти зі стабільною якістю та високою ефективністю виробництва.

Ветеринарна енергія вводить матеріали TPV у виробництво кадрів потоку рідини, щоб замінити традиційні гумові ущільнювальні кільця, що буде більш сприятливим для розвитку та масштабного виробництва ключових компонентів у галузі акумуляторів рідини.

03 Конструкція моделі Flow Frame Model

Прототипова конструкція потокової рамки показана на малюнку 2. Довжина та ширина потокової рами - 354 ммкс97 мм, а розмір середньої кадри електрода - 250 ммX40мм. Проточний канал складається з двох частин. Одна частина - це змійовий канал потоку, підключений до отвору рідкого вхідного отвору, з канавкою проточного каналу глибиною 1,7 мм і шириною 4 мм, щоб електроліт протікав наскрізь. Інша частина - це рівномірний проточний канал з глибиною потокового каналу 0,85 мм і рівномірно розподіленим босом опору, що дозволяє електроліту рівномірно входити в електрод.

Товщина стінки найтоншої частини рами потокового каналу становить 0,8 мм, тоді як товщина стінки найгустішої частини - 3,2 мм, а товщина сильно змінюється зі структурою, яка призначена для нерівної товщини стінки. Нерівна товщина стінки спричинить нерівномірне охолодження та усадку продукту під час процесу лиття під тиском. Ця нерівність спричинить нерівномірне розподіл стресу та спричинить викривлення та деформацію продукту. Тому оптимізація товщини стінки проводилася в конструкції моделі лиття під тиском. Конструкція пряжки проводилася при найгустішій товщині стінки навколо рамки проточного каналу, так що загальний розподіл товщини стінки рамки проточного каналу є більш рівномірним.

Фігури 3 та 4 - передня і задня частина моделі кадру введення лиття кадрів після оптимізації відповідно. На рамці проточного каналу є чотири герметичні структури, а саме: структура герметизації рідкого входу 1, структура герметизації рідини 2, структура герметизації мембрани та герметична структура біполярної пластини. Ці чотири герметичні конструкції розподіляються на передній і задній стороні кадру проточного каналу.

Для того, щоб відповідати вимогам процесу двоколірного лиття введення, вхід двома знімального матеріалу буде розташований на одній стороні, що вимагає, щоб чотири ущільнювальні кілець на передній та задній стороні підключилися. Як показано на малюнку 5, оригінальна конструкція кадрів каналу потоку була модифікована для підключення ущільнювальних кілець. Відкриваючи канавку через канавку та з'єднуючу канавку на корпусі герметизації кадру проточного каналу, всі герметичні кільця з'єднані між собою, утворюючи кінцеву модель, що інтегрована кадр-кадр-кадр.

04 Диколірний аналіз ліплення та експериментальна перевірка

4.1 Перший аналіз імітації решітки

Існує дві схеми проектування для системи лиття цвілі, корпусу рамки проточного каналу з першою решіткою. Схема A - це розташувати вхід на поверхню рами потокового каналу. Переваги - це проста конструкція цвілі та низький тиск впорскування. Недолік полягає в тому, що на поверхні продукту будуть сформовані позначки усадки, що впливає на зовнішній вигляд. Схема B полягає в тому, щоб влаштувати вхід клею на стороні рамки бігуна. Перевага полягає в тому, що вона уникає поверхні продукту і не впливає на зовнішній вигляд, але недоліком є ​​те, що конструкція форми трохи складна і її потрібно вручну обробляти пізніше. Дві схеми дизайну показані на малюнку 6.

Обидві схеми використовують 4-бальну голкову клапанову клапальну клейку вхідну систему, діаметр гарячого бігуна становить 10 мм, а діаметр гарячої форсунки встановлений в умовах формування: температура матеріалу 250 ℃, температура цвілі 2,5 мм. 45 ℃, максимальна напруга зсуву 0,25 мпА, максимальний тиск утримується 60 мпА. Результати, отримані шляхом моделювання аналізу двох схем проектування, наведені в таблиці 3.

Клей-наповнення обох схем є відносно гладким, рівномірно розподіленим, тиск на лиття невеликий, не існує позначки усадки, а результати аналізу деформації продукту показані на малюнку 7. Максимальна деформація викривлення в напрямку Z схеми А невелика, а швидкість врожаю цієї схеми висока, уникаючи посібника після переробки схеми B. Тому перший вхід клею, що приймає клей, приймає схему дизайн.

4.2 Другий аналіз моделювання решітки

Оскільки товщина другого кільця ущільнювача в ущільнювачах становить лише 1 мм, а ширина - лише 2,5 мм, процес формування впорскування має високі вимоги до плинності матеріалу TPV: щоб уникнути проблеми "розбиття клею". У розрахунку передбачається, що температура поверхні форми становить 40 ℃, товщина матеріалу становить 205 ℃, максимальне напруження зсуву становить 0,3 МПа, а максимальний тиск утримується 53 мпА. Система годування клею показана на малюнку 8.

Після моделювання аналізу результати узагальнюються в таблиці 4. Другий клей для решітки може наповнювати форму рівномірно, без проблем, таких як захоплене повітря та переповнення, тиск ліплення невеликий, є невеликі позначки усадки, а об'ємна усадка відносно рівномірна.

4.3 Експериментальна перевірка

Згідно з наведеним вище аналізом моделювання, конструкція цвілі була завершена, а перевірка виробництва ін'єкційного лиття проводилася. Фактична рамка бігуна показана на малюнку 9. Деформація викривлення у напрямку Z не перевищує 1 мм, що відповідає результатам моделювання.

Він був зібраний у потік рідини залізного хромію одинарні батареї та заряджався та розряджався. Одинарна комірка складається з верхньої пластини, верхньої ізоляційної пластини, колектора позитивного струму, рами пластини, позитивного електрода, мембрани, негативного електрода, рамки пластини, колектора негативного струму, нижньої пластини та нижньої кінцевої пластини, як показано на малюнку 10.

Умови випробування: постійна зарядка струму та розрядження при щільності струму 130 мА/см ', витрата 1 мл/хв для площі поперечного перерізу 1 см' та робоча температура 50 ℃; Площа електрода - 100 см ', товщина - 3,6 мм, а товщина мембрани - 60 м. Після 40 циклів середня енергоефективність досягла близько 76%, і в основному не було ослаблення. Дані тестування показані на малюнку 11.

Під час випробування рамка проточного каналу не мала таких проблем, як витік або деформація, що ще більше підтверджувало доцільність рамки потокового каналу з точки зору матеріалів, механічної конструкції, лиття ін'єкцій тощо

Висновок Двоколірне лиття для введення-це зрілий процес ліплення пластику, який широко використовується в автомобілях, домашніх приладах, медичних пристроях та інших полях. Як один із ключових компонентів в акумуляторі рідкого потоку, каркас різноманітного має різке робоче середовище, як правило, у кислому, високотемпературному та зарядженому середовищі, яке ставить високі вимоги до матеріалу, механічної конструкції та ліплення рамки колектора. З метою підвищення ефективності виробництва та узгодженості продукту каркасу колектора, це дослідження завершило конструкцію структури каркасів колектора на основі вимог двоколірного процесу введення лиття та фактичних потреб у застосуванні продукту, і визначило макет входу на вхід та перші та другі матеріали для подачі через симуляційний аналіз. Нарешті, шляхом експериментальної перевірки, двоколірна формована каркаса для ін'єкційної форми була успішно підготовлена, а тест на продуктивність був хорошим після того, як його зібрали в акумулятор.