অ্যালুমিনিয়াম বনাম স্টেইনলেস স্টীল হিটিং প্ল্যাটেনগুলির জন্য সর্বাধিক নিরাপদ অপারেটিং তাপমাত্রা কী?

300 C অর্জন করতে হবে এমন একটি হিটিং প্লেটেনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করা যাবে না। এমনকি সামান্য প্রেস ফোর্সেও এটি মোচড়াবে এবং বিকৃত হবে। আপনি যদি বৃহত্তর তাপ সীমার মধ্যে ঠেলে দিচ্ছেন, তাহলে সাধারণ প্লেটেন উপকরণের তাপমাত্রার সিলিং জানা গুরুত্বপূর্ণ। হিটিং প্ল্যাটেনগুলি লেমিনেটিং, কম্পোজিট কিউরিং, গ্লাস গঠন এবং গরম চাপ দেওয়ার জন্য ব্যবহার করা হয়। ক্ষেত্রটিতে দুটি উপাদান, অ্যালুমিনিয়াম (হালকা, পরিবাহী এবং সস্তা) এবং স্টেইনলেস স্টিল (শক্তিশালী, টেকসই এবং তাপ প্রতিরোধী) দ্বারা আধিপত্য রয়েছে। এটি মূলত তাদের মধ্যে তাপমাত্রা নির্বাচন করার বিষয়। অ্যালুমিনিয়াম স্টেইনলেস স্টীল প্ল্যাটেনগুলির জন্য সর্বাধিক নিরাপদ তাপমাত্রার সীমা জানা গ্যারান্টি দেয় যে প্ল্যাটেন প্রক্রিয়াকরণের সময় সেটপয়েন্ট তাপমাত্রা এবং যান্ত্রিক লোডগুলি বজায় রাখতে সক্ষম।

অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যাটেনস দ্য মিডিয়াম-হিট ওয়ার্কহরস
অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে (200-250 W/m·K মিশ্র ধাতু যেমন 6061) যা দ্রুত তাপ-উপরের দিকে নিয়ে যায় এবং ভাল তাপমাত্রার একতাত্ত্বিকতার দিকে পরিচালিত করে। এটি কম ওজনের এবং সহজে এমবেডেড হিটার চ্যানেল বা থার্মোকল কূপগুলির সাথে জটিল ডিজাইনে তৈরি করা হয়। কিন্তু অ্যালুমিনিয়ামের অ্যাকিলিস হিল উচ্চ তাপমাত্রায় শক্তি হ্রাস।

তাপমাত্রা এবং যান্ত্রিক আচরণের সীমা
বেশিরভাগ অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য, যেমন 6061-T6, সবচেয়ে জনপ্রিয় প্লেটেন-গ্রেড অ্যালয়, সর্বাধিক নিরাপদ অবিচ্ছিন্ন অপারেটিং তাপমাত্রা প্রায় 200 ডিগ্রি (392 ডিগ্রি ফারেনহাইট)। এই থ্রেশহোল্ড অতিক্রম উপাদান anneal শুরু হয়; বৃষ্টিপাতের শক্ত মাইক্রোস্ট্রাকচার ধীরে ধীরে দ্রবীভূত হয় এবং খাদটি তার মেজাজ হারায়। ফলস্বরূপ, 250 সেঃ তাপমাত্রায় ফলনের শক্তি এবং কঠোরতা. 6061 অ্যালুমিনিয়ামের 50% এরও কম তাপমাত্রায় 1-2 MPa (প্রায় 150-300 psi) চাপের চাপে, প্ল্যাটেনটি স্থায়ীভাবে বিকৃত হতে পারে (সাগিং বা পৃষ্ঠের যোগাযোগের ক্ষতি করে)।

অনুশীলনে, অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যাটেনগুলি খুব কমই 180 ডিগ্রির উপরে লোড বহনকারী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে নিযুক্ত করা হয়। কিছু ডিজাইন 220 ডিগ্রীতে যাবে যদি একটি ছোট আনলোড করা প্লেটেনের প্রয়োজন হয় (যেমন বাহ্যিক শক্তি ছাড়াই যোগাযোগ গরম করা) তবে মাত্রাগত পরিবর্তনের সম্ভাবনা এখনও রয়েছে।

PTFE আবরণ অসঙ্গতি
পিটিএফই (পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিন) অনেক অ্যালুমিনিয়াম হিটিং প্ল্যাটেনের উপর আবরণ হিসাবে ব্যবহার করা হয় যাতে একটি নন- স্টিক রিলিজ পৃষ্ঠ দেওয়া হয়। PTFE প্রায় 500 ডিগ্রি ফারেনহাইট (260 ডিগ্রি) পর্যন্ত তাপমাত্রায় ক্রমাগত ব্যবহার করা যেতে পারে। অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্রেট 260 ডিগ্রিতে টিকেনি। PTFE আবরণটি 260 ডিগ্রিতে অ্যালুমিনিয়াম সাবস্ট্রেটে বেঁচে থাকতে দেখা গেছে। আবরণটি যতই গ্রহণ করতে পারে না কেন, পুরো প্রক্রিয়াটির একটি শক্ত সিলিং রয়েছে, যেমনটি প্লেটেনের পদার্থের তাপমাত্রা সীমা দ্বারা নির্ধারিত হয়। তাপমাত্রা 200 ডিগ্রির বেশি হলে স্টিলের প্রয়োজন হয় যদিও প্রক্রিয়াটি একটি নন{11}}স্টিক সারফেস দাবি করে (স্টিলকে PTFE দিয়েও লেপে দেওয়া যেতে পারে, তবে মেনে চলা আরও কঠিন)।

অ্যালুমিনিয়ামের তাপীয় সম্প্রসারণ
অ্যালুমিনিয়ামের তাপীয় সম্প্রসারণের মোটামুটি উচ্চ গুণাঙ্ক রয়েছে (6061 এর জন্য প্রায় 23 x 10^-6 / C)। একটি অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যাটেন 300 মিমি লম্বা, 20 থেকে 200 ডিগ্রি পর্যন্ত উত্তপ্ত, প্রায় 1.2 মিমি প্রসারিত হয়। মাউন্টিং স্লট, গাইড রেল বা নমনীয় সংযোগকারী ব্যবহার করে এই প্রসারণের ক্ষতিপূরণ দিতে হবে। তাপ উন্নয়নের জন্য প্রদান করতে ব্যর্থতার ফলে হিটার বাকলিং বা ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

স্টেইনলেস স্টীল প্লেটস: উচ্চ তাপমাত্রা ওয়ার্কহরস
250 ডিগ্রির বেশি প্ল্যাটেন তাপমাত্রার জন্য, স্টেইনলেস স্টীল পছন্দ করা হয়, বিশেষ করে অস্টেনিটিক গ্রেড 304 এবং 316। ইস্পাত তার যান্ত্রিক গুণাবলীর বেশিরভাগই 400 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত ধরে রাখে। তার উপরে, সীমা খাদ এবং অনুমোদিত চাপের উপর নির্ভর করে।

প্রতিনিধি গ্রেডের জন্য তাপমাত্রার সীমা
উপাদান সর্বোচ্চ নিরাপদ সেবা তাপমাত্রা (একটানা) নোট
অ্যালুমিনিয়াম 6061-T6 200 ডিগ্রি (392 ডিগ্রি ফারেনহাইট) 180 ডিগ্রি অ্যালুমিনিয়াম 7075-T6 130 ডিগ্রি (266 ডিগ্রি ফারেনহাইট) চাপের ক্ষয়জনিত সমস্যার কারণে নিম্ন তাপমাত্রার সীমার উপরে শক্তি দ্রুত হ্রাস পায়
স্টেইনলেস স্টীল 304 800 ডিগ্রি (1472 ডিগ্রি ফারেনহাইট) হিটার এবং নিরোধক সীমার কারণে ব্যবহারিক প্লেটেন সীমা ~500 ডিগ্রি
স্টেইনলেস স্টিল 316 800 ডিগ্রি (1,472 ডিগ্রি ফারেনহাইট) 304-এর মতো; ভাল ক্লোরাইড প্রতিরোধের
স্টেইনলেস স্টিল 430 (ফেরিটিক) 750 ডিগ্রি (1382 ডিগ্রি ফারেনহাইট) কম খরচে, কম গঠনযোগ্য
টুল স্টিল H13 550 ডিগ্রি (1022 ডিগ্রি ফারেনহাইট) শক্ত, পরিধান-প্রতিরোধী; গরম মুদ্রাঙ্কন
প্ল্যাটেন গরম করার জন্য স্টেইনলেস স্টিলের ব্যবহারিক সর্বোচ্চ নিরাপদ তাপমাত্রা সাধারণত স্টিলের দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে না, তবে হিটার উপাদান, নিরোধক এবং থার্মোকল উপকরণ দ্বারা। স্টেইনলেস স্টীল প্লেটগুলি 400-500 ডিগ্রি (750-930 ডিগ্রি ফারেনহাইট) তাপমাত্রায় নিরাপদে চালানো যেতে পারে যখন উপযুক্ত অভ্যন্তরীণ হিটার (যেমন খনিজ-অন্তরক ধাতব-শীথযুক্ত উপাদান) এবং উচ্চ-তাপমাত্রা নিরোধক (যেমন সিরামিক ফাইবার বা মাইকা) দিয়ে সজ্জিত করা যায়। কিছু বিশেষ কাচের প্ল্যাটেনগুলি 650 ডিগ্রি পর্যন্ত পৌঁছানোর জন্য ইনকোনেল পরিহিত হিটার এবং উচ্চ কার্যকারিতা নিরোধক ব্যবহার করে।

উচ্চ তাপমাত্রায় শক্তি ধরে রাখা
AISI 304 স্টেইনলেস স্টিল তার ঘরের তাপমাত্রার প্রায় 70% ফলন শক্তি 500 ডিগ্রিতে রাখে। অন্য কথায়, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় 50 টন প্রেস ফোর্সের জন্য নির্মিত একটি প্লেটেন এখনও 500 ডিগ্রিতে প্রায় 35 টন পরিচালনা করতে সক্ষম হবে। বিপরীতে, অ্যালুমিনিয়াম তার শক্তির মাত্র 10-20% 250 ডিগ্রিতে ধরে রাখে। 250 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায় ইস্পাত পছন্দের উপাদান কারণ এটি স্বাভাবিক শিল্প প্রেসের চাপে হামাগুড়ি দেয় না বা এনিয়েল করে না।

তাপ পরিবাহিতা ধাঁধা
স্টেইনলেস স্টিলের প্রাথমিক সীমাবদ্ধতা হল এর দুর্বল তাপ পরিবাহিতা। টাইপ 304 ইস্পাত, যার কক্ষ তাপমাত্রার তাপ পরিবাহিতা প্রায় 15 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা রয়েছে 500 ডিগ্রিতে প্রায় 18 W/m·K। এটি অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায় প্রায় 10 থেকে 12 গুণ কম। ফলস্বরূপ:

ঠান্ডা প্যাচগুলি দূর করতে হিটার উপাদানগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে একত্রে স্থাপন করতে হবে (যেমন. 30-50 মিমি ব্যবধানের পরিবর্তে অ্যালুমিনিয়ামের জন্য 80-100 মিমি)।

প্ল্যাটেন জুড়ে তাপীয় গ্রেডিয়েন্টগুলি সমান হতে বেশি সময় নেয় তাই গরম করার অঞ্চলগুলিকে সাবধানে ডিজাইন করা উচিত এবং তাপ বিতরণের জন্য প্লেটেনের দেহগুলিকে আরও ঘন করা উচিত।

একই হিটার পাওয়ারের জন্য র‌্যাম্প আপ পিরিয়ড অনেক বেশি।

প্রচুর উচ্চ তাপমাত্রার স্টেইনলেস স্টিল প্ল্যাটেনগুলি অভ্যন্তরীণভাবে কার্টিজ হিটারের জন্য ড্রিল করা হয় বা ক্ষতিপূরণের জন্য হিটারগুলিতে ঢালাই করা হয় এবং তাদের পৃথক কন্ট্রোলার সহ বেশ কয়েকটি স্বাধীন গরম করার অঞ্চল থাকতে পারে।

অন্যান্য উপাদান সমস্যা
এর তাপীয় সম্প্রসারণ
স্টেইনলেস স্টিল প্রায় 17 × 10⁻⁶ / ডিগ্রী (গ্রেড 304) এ প্রসারিত হয়, যা অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে কম কিন্তু এখনও তাৎপর্যপূর্ণ। একটি 300 মিমি ইস্পাত প্ল্যাটেন 500 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হলে প্রায় 2.4 মিমি (20 ডিগ্রি থেকে) প্রসারিত হবে। এটি নমনীয় মাউন্টিং বা স্লাইডিং সমর্থন দ্বারা ক্ষতিপূরণ করা আবশ্যক। স্টিল প্ল্যাটেন এবং স্টিল প্রেস ফ্রেমের সম্প্রসারণের হার খুব আলাদা নয় কিন্তু যদি একটি স্টিল প্লেটেন অ্যালুমিনিয়াম ফ্রেমে ইনস্টল করা হয় (কদাচিৎ করা হয়) সতর্ক পরিকল্পনা প্রয়োজন।

জারা প্রতিরোধের
অ্যালুমিনিয়াম এবং স্টেইনলেস স্টীল উভয়েরই অনেক সেটিংসে ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তবে আর্দ্রতা, রাসায়নিক বা উচ্চ তাপমাত্রার অক্সিডেশনের উপস্থিতিতে স্টেইনলেস স্টীল অনেক ভালো। অ্যালুমিনিয়ামের একটি অক্সাইড স্তর রয়েছে যা ধাতুকে রক্ষা করে তবে সেই স্তরটি উচ্চ তাপমাত্রা বা অম্লীয়/ক্ষারীয় পরিবেশে দুর্বল হতে পারে। স্টেইনলেস স্টীল হল খাদ্য-যোগাযোগ, চিকিৎসা বা রাসায়নিক প্রক্রিয়ার প্ল্যাটেনের জন্য সর্বোত্তম পছন্দ, বিশেষ করে যখন পরিষ্কারের এজেন্ট ব্যবহার করা হয়।

Machinability এবং খরচ
অ্যালুমিনিয়াম সস্তা (ভলিউম অনুসারে 304 স্টেইনলেস থেকে প্রায় 3-5 গুণ সস্তা) এবং প্রক্রিয়া করা যথেষ্ট সহজ। ছোট নিয়ন্ত্রণযোগ্য অ্যালুমিনিয়াম চিপ। আঠালো কাজ-কঠিন স্টেইনলেস স্টিলের জন্য ধীর কাটিং গতি এবং আরও বলিষ্ঠ টুলিং প্রয়োজন। এর অর্থ হল প্রোটোটাইপ এবং কাস্টম প্ল্যাটেনগুলি অ্যালুমিনিয়ামে আরও সস্তা হয়ে ওঠে - যতক্ষণ তাপমাত্রার প্রয়োজনীয়তা তার সীমার মধ্যে থাকে।

আবরণ এবং তাপমাত্রা অমিল সঙ্গে platens
PTFE or fluoropolymer coatings are typically used when a non-stick surface is required (e.g. for curing epoxy prepregs or moulding thermoplastics). The highest continuous temperature of these coatings is 260–290 °C for ordinary grades (some high performance fluoropolymers approach 300 °C). A PTFE coated aluminium platen can not be utilised over 200°C since the aluminium fails first. A stainless steel platen with PTFE coating may be utilised up to the limit of the coating (260°C) however the steel is over specified for that temperature. Permanent PTFE coatings are not used in applications requiring both high temperature (>250 ডিগ্রী ) এবং একটি নন- স্টিক পৃষ্ঠ; এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অন্যান্য রিলিজ সিস্টেম নিযুক্ত করা হয় (সিলিকন প্রলিপ্ত রিলিজ শীট বা রিলিজ স্প্রে সহ বেয়ার পলিশড স্টিল)।

ব্যবহারিক নির্বাচনের মানদণ্ড
সর্বোচ্চ প্ল্যাটেন তাপমাত্রা প্রয়োজনীয় প্রস্তাবিত পঠন
150 ডিগ্রি অ্যালুমিনিয়াম 6061 পর্যন্ত (উপযুক্ত, দ্রুত তাপ প্রতিক্রিয়া)
150 ডিগ্রি থেকে 200 ডিগ্রি অ্যালুমিনিয়াম 6061 লোড ডিরেটিং সহ; স্টেইনলেস স্টীল যদি শক্তিশালী প্রেস ফোর্স প্রয়োজন হয়
200 ডিগ্রি -250 ডিগ্রি স্টেইনলেস স্টিল (304 বা 316) - অ্যালুমিনিয়াম বিপজ্জনক
স্টেইনলেস স্টিল (304, 316, 430) 250 ডিগ্রি থেকে 500 ডিগ্রি
500 ডিগ্রীর উপরে সিএস স্পেশাল হিটার (ইনকোনেল শিটেড) বা সিরামিক প্লেটেন, স্টেইনলেস স্টিল
বিমূর্ত
হিটিং প্লেটেনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম বনাম স্টেইনলেস স্টিলের বিকল্পটি সত্যিই একটি তাপমাত্রার সমস্যা। অ্যালুমিনিয়াম দ্রুত গরম করার জন্য, উচ্চ একজাতীয়তা, কম খরচে এবং সহজ যন্ত্রের জন্য প্রায় 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত ভাল। কিন্তু এই তাপমাত্রায় এটা নরম হয়ে যায় এবং চাপে বিকৃত হয়ে যায়।