Kako se ravnost velike, segmentirane grelne plošče spremeni pri vakuumu v primerjavi z atmosferskim tlakom?

Velika segmentirana grelna plošča, strojno obdelana do mikronov, je lahko videti dimenzijsko stabilna v običajnih nastavitvah trgovine. Ko pa je nameščen v vakuumski komori, se lahko njegova oblika rahlo spremeni. Brez zraka ni več atmosferskega tlaka 14,7 psi, ki je bil uporabljen za vse, kar je bilo izpostavljeno. To omogoča, da se notranje preostale napetosti, ki so na začetku uravnotežene z zunanjimi obremenitvami, prerazporedijo in povzročijo zaznavno spremembo ravnosti.

Segmentirana ravnost vakuumske plošče v primerjavi z atmosferskimi okoliščinami je pomembna skrb za visoko{0}}natančne termične in vakuumske obdelovalne sisteme, kjer lahko celo mikrometrsko popačenje lestvice vpliva na enakomernost postopka.

Kako vakuum spremeni mehansko ravnotežje
Ravnovesje obremenitve na velikih ploščah se v bistvu spremeni zaradi vakuumskih pogojev.

Izguba atmosferskega dviga
V atmosferskih razmerah:

Zunanji pritisk se enakomerno porazdeli po izpostavljenih površinah

Ta dosledna obremenitev nekoliko omejuje mehanske napetosti

Majhne deformacije je mogoče skriti ali zatreti

Po uporabi vakuuma:

Zunanji pritisk se dvigne

Notranja napetostna polja so glavni dejavniki oblike

Strukturna ohlapnost postane vidna

Vakuum je nevidna roka, ki nežno pre{0}}oblikuje kovino.

Velike segmentirane plošče se priklanjajo
Segmentirane grelne plošče se obnašajo kot tanka elastična plošča.

Odziv glave bobna
Ko se uporablja vakuum:

Plošča je lahko rahlo upognjena.

Upogibi so pogosto reda velikosti od nekaj mikronov do nekaj deset mikronov

Lokalizirano diferencialno gibanje med segmenti je lahko prikazano s segmentiranimi strukturami

To ni katastrofalna posledica, vendar je pomembno pri natančnih termičnih procesih, kot je proizvodnja polprevodnikov ali sintranje sofisticiranih materialov.

Učinek strukture segmentacije
Segmentacija vodi do:

Več mehanskih povezav

Nekoliko drugačna območja toplotnega raztezanja

Lokalne razlike v togosti

Takšni vzroki lahko povečajo ali spremenijo deformacijo pod vakuumsko obremenitvijo.

Dejavniki, ki vplivajo na variacijo ravnosti
Stopnja popačenja je odvisna od številnih mehanskih in materialnih lastnosti.

Debelina in togost plošče
Togost plošče je močno odvisna od geometrije.

Upogibna togost je sorazmerna s kubom debeline

Majhna zmanjšanja debeline povzročijo veliko zmanjšanje togosti

Debelejše plošče se bolje upirajo-upogibanju zaradi vakuuma

precej majhne razlike v zasnovi debeline lahko povzročijo precejšnja odstopanja v obnašanju upogiba.

Preostali proizvodni stres
Preostala napetost je eden od ključnih dejavnikov, ki prispevajo k deformaciji po namestitvi.

Obdelovalni postopki lahko povzročijo zaklenjene-napetosti

Varjenje ali spajanje lahko povzroči asimetrična napetostna polja

Te učinke zmanjšamo s toplotno obdelavo ali tehnikami za lajšanje stresa.

Plošča, ki je ustrezno zmanjšana, ima običajno:

Manjše vakuumsko popačenje

Dolgotrajno ravnost je bolj stabilna

Simetrija v konstrukciji
Simetrija je pomemben pristop k ublažitvi.

Za simetrično ploščato konstrukcijo:

Prerazporeditev stresa je bolj enakomerno porazdeljena

Struktura je uravnotežena z vakuumskimi silami

Zmanjšan upogib mreže

Deformacija se poveča pod asimetričnim diferenčnim tlakom.

Merjenje dejanskih delovnih pogojev
Preverjanje ravnosti mora odražati dejanske pogoje postopka.

Vakuumsko-državno meroslovje: kaj je tako pomembno
Plošča, ki se zdi ravna v zunanjem zraku, morda ni ravna pod vakuumom. Zato:

Ploskost je treba preskusiti pri stopnjah delovnega vakuuma

Če je mogoče, je treba ponoviti toplotne pogoje

upoštevati je treba časovno odvisne sproščujoče učinke

To pomeni, da kriteriji sprejemljivosti ne temeljijo na statičnih proizvodnih nastavitvah, temveč na dejanskem obratovalnem obnašanju.

Nadzirajte načrtovalske strategije za-vakuumsko popačenje
Inženirske metode se pogosto uporabljajo za zmanjšanje nihanja ravnosti.

Večja strukturna debelina
Togost meri kot kocka debeline:

Vsako majhno povečanje debeline plošče lahko močno zmanjša upogibanje

Kompromis-a sta večja toplotna masa in daljši odzivni čas.

Pred-napeta ali okronana površina
Nekateri dizajni imajo:

Krona - Namenoma rahlo konveksna krivulja

Pogoji pred{0}}napetega sklopa

Nadzor kompenzacije deformacij

Te tehnike omogočajo, da je plošča ravna pod dejanskim delovnim vakuumom in ne pod zračnim pritiskom.

Terapija za lajšanje stresa
Lajšanje toplotne ali vibracijske obremenitve lahko:

zmanjšana notranja zaostala napetost

Dolgotrajna stabilizacija dimenzijskega obnašanja

Zmanjšajte variabilnost z vakuumskimi cikli

Premisleki glede segmentirane plošče
V primeru segmentiranih modelov veljajo dodatni dejavniki.

Vedenje medsegmentnega vmesnika
Meje segmentov so lahko:

Različen odziv na vakuumsko obremenitev

Pokaži nekaj diferencialnega gibanja

Učinek lokalne toplotne kontaktne homogenosti

Pravilna mehanska sklopka je potrebna za dosego skladnega obnašanja deformacije.

Učinek podporne konstrukcije
Zadnja podpora in okvirji za pritrditev:

Porazdelitev afektivne obremenitve v vakuumu

Lahko omeji ali okrepi upogibanje.

Za največjo učinkovitost mora biti oblikovan simetrično

Povzetek
V velikih segmentiranih grelnih ploščah je vakuumsko okolje majhna, a zaznavna mehanska spremenljivka. Ko je zračni tlak odstranjen, notranje napetosti niso v ravnotežju in lahko pride do upogiba ali nihanja v ravnosti. Obseg tega učinka je odvisen od debeline plošče, strukturne togosti (ki se spreminja s kocko debeline), preostale proizvodne napetosti in splošne geometrijske simetrije.

Če želite ustvariti dobro vakuumsko storitev, morate ovrednotiti vakuum ravnosti segmentirane plošče v primerjavi z atmosfero v dejanskih pogojih delovanja, namesto da se zanašate le na meritve okolja. Takšne simetrične konstrukcije z zmanjšano napetostjo v povezavi s pravilno strukturno debelino in po potrebi pred{1}}napetimi konstrukcijskimi elementi prispevajo k dimenzijski stabilnosti.

V zadnji analizi se dejanska geometrija precizne grelne plošče ne določi v delavnici, temveč v okolju, v katerem se uporablja. Stanje delovnega vakuuma je de-de facto referenca za ravnost, ki zagotavlja delovanje tam, kjer je pomembno: znotraj procesne komore.