미세유체 플레이트의 광화학적 에칭

판형 열 교환기는 수많은 산업 응용 분야에서 찾아볼 수 있으며 기본적으로 두 유체 사이에 열을 전달하기 위해 금속판을 사용합니다.

냉각되는 유체가 훨씬 더 넓은 표면적과 접촉하여 열 전달을 최적화하기 때문에 기존 열 교환기(종종 다른 유체가 포함된 챔버를 통과하는 하나의 유체가 포함된 코일형 파이프)보다 성능이 뛰어나기 때문에 그 사용이 급증하고 있습니다. 온도 변화 속도가 크게 증가합니다.

판형 열교환기

판형 열교환기에는 챔버를 통과하는 코일형 파이프 대신 일반적으로 깊이가 얇고 주름진 금속판으로 가장 큰 표면이 분리된 두 개의 교대 챔버가 있습니다. 챔버는 얇습니다. 이는 액체의 대부분이 열 교환을 돕는 플레이트와 접촉하도록 보장하기 때문입니다.

이러한 열 교환 판은 전통적으로 스탬핑이나 딥 드로잉과 같은 기존 가공을 사용하여 만들어졌지만 최근에는 광화학 에칭(PCE)이 이 까다로운 응용 분야에 사용할 수 있는 가장 효율적이고 비용 효율적인 제조 기술임이 입증되었습니다. 전기화학적 가공(ECM)은 또 다른 대체 기술이며 대량으로 매우 정밀한 부품을 만들 수 있지만 이 공정은 매우 높은 수준의 선행 투자가 필요하고 전도성 재료로 제한되며 많은 에너지를 사용하고 설계 및 도구 제작이 어렵습니다. 공작물 공작 기계 및 고정 장치의 부식이 지속적으로 골치 아픈 문제입니다.

판형 열 교환기의 양쪽에는 스탬핑 및 가공 능력을 넘어서는 매우 복잡한 기능이 포함되어 있는 경우가 많지만 PCE를 사용하면 쉽게 달성할 수 있습니다. 또한 PCE는 판재 양면에 동시에 형상을 생성할 수 있어 상당한 시간을 절약할 수 있으며, 이 공정은 스테인리스강, 인코넬 617, 알루미늄, 티타늄을 비롯한 다양한 금속에 적용될 수 있습니다.

프로세스 장점

PCE는 공정의 일부 고유한 특성으로 인해 플레이트 응용 분야에서 스탬핑 및 가공에 대한 매력적인 대안을 제공합니다. 선택된 영역을 정확하게 화학적으로 가공하기 위해 포토레지스트와 식각액을 사용하는 이 공정은 재료 특성을 유지하고, 버(Burr)와 응력이 없는 부품과 깨끗한 프로필, 열에 영향을 받는 영역이 없다는 특징이 있습니다. 또한, 유체 에칭 매체는 플레이트에 사용되는 유체 냉각 매체에 대한 최적의 구조를 만듭니다. 이러한 구조에는 부식되기 쉬운 모서리와 가장자리가 없습니다.

PCE는 쉽게 반복할 수 있고 저렴한 디지털 또는 유리 툴링을 사용한다는 사실과 결합하여 기존 가공 기술 및 스탬핑에 대한 비용 효율적이고 정확하며 빠른 제조 대안을 제공합니다. 이는 프로토타입 도구를 생산할 때 상당한 비용 절감이 가능하고 스탬핑 및 가공 기술과 달리 강철 재절삭과 관련된 도구 마모 및 비용이 없음을 의미합니다.

가공 및 스탬핑 작업은 절단선에서 금속에 완벽하지 않은 효과를 생성할 수 있으며, 종종 작업 중인 재료를 변형시키고 버, 열 영향 영역 및 재주조 층을 남깁니다. 또한 열교환판과 같이 더 작고, 더 복잡하고, 더 정밀한 금속 부품에 필요한 세부 해상도를 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

공정 선택에서 고려해야 할 또 다른 요소는 작업할 재료의 두께입니다. 전통적인 공정은 얇은 금속 가공에 적용할 때 어려움을 겪는 경향이 있으며 스탬핑 및 펀칭은 많은 경우에 부적절하며 레이저 및 워터 절단은 각각 불균형하고 허용할 수 없는 정도의 열 변형 및 재료 파쇄를 유발합니다. PCE는 다양한 금속 두께에 사용할 수 있지만 주요 특성 중 하나는 부품 무결성에 필수적인 평탄도를 손상시키지 않고 판형 열 교환기에 사용되는 것과 같은 더 얇은 금속 시트에 작업할 수 있다는 것입니다.

응용

플레이트가 사용되는 핵심 분야 중 하나는 스테인리스강, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 구리 및 다양한 특수 합금으로 만든 연료 전지 응용 분야입니다.