نام كالا / خدمات دانش بنيان:

سپر حرارتی

نام تجاري  كالا / خدمات:

سپر حرارتی، کاور حرارتی،  manifold head shield

شرح محصول ( محصول چيست و چه كاربردي دارد):

حداکثر راندمان در موتورهای احتراق داخلی طبق چرخه کارنو با نسبت دمای سرد به دما گرم ( با مقیاس کلوین ) رابطه دارد. بنابراین هرچقد دمای محفظه احتراق بالاتر شود، راندمان موتور نیز بالاتر می گردد که استفاده از موتورهای توربوشارژ و استفاده از گاز خروجی جهت کمپرس نمودن هوا و تزریق پرفشار به داخل سیلندر باعث افزایش دمای احتراق می گردد. افزایش دما از یک طرف باعث افزایش راندمان می گردد ولی از طرف دیگر تبادل حرارتی داخل محفظه ماشین، باعث انتقال حرارت به اجزای دیگه و در نتیجه آسیب به آنها می گردد. جهت جلوگیری از انتقال حرارت از منیفولد به داخل محفظه ماشین، از سپر (کاور) حرارتی استفاده می گردد. سابقا سپرهای حرارتی از جنس آلومنیوم تک لایه تولید می شدند که با پیشرفت طراحی موتور و افزایش دمای محفظه احتراق، استفاده از سپرهای قبلی جوابگوی نیاز نمی باشد.

در راستای کنترل تبادل حرارت از منیفولد با محفظه درون خودرو، واحد تحقیق و توسعه مگا موتور درخواست بهبود در طراحی جهت افزایش میزان عایق حرارتی را داشت. در این راستا تیم مهندسی شرکت مستحکم قطعه به همراه تیم تحقیق توسعه مگا موتور، اقدام به بهبود طراحی و فرآیند ساخت این قطعه را نمود.

مشخصات فني:

سپر حرارتی روی منیفولد بلوک موتور قرار گرفته که قبلا از یک لایه آلومنیومی به روش پرسی ساخته می شد. تک لایه بودن سپرحرارتی باعث محدودیت در عملکرد آن داشته که همچنین روش تولید با استفاده از پرسینگ، باعث ایجاد عیوب متعددی در آن می گردد. به درخواست واحد تحقیق توسعه کارفرما، بهینه سازی سپر حرارتی با در نظر گرفتن شرایط زیر در دستور کار تیم مهندسی شرکت مستحکم قطعه قرار گرفت:

·      افزایش راندمان سپر حرارتی

·      بهینه سازی فرآیند تولید جهت کاستن عیوب روش پرسینگ ( عیوبی از جمله کرنجه کردن، چروکیدگی، نازک شدگی و …)

·      سهولت در نصب سپر حرارتی

·      کاهش میزان برگشتی سپر حرارتی در خودروها ( که توسط واحد ارتباط با مشتریان کارفرما اعلام می گردد)

·      افزایش مقاومت و دوام سپر حرارتی با در نظر گرفتن بهینه سازی در وزن قطعه

پيچيدگي فني محصول ناشي از چيست:

   پیچیدگی فنی سپر حرارتی به دو بخش زیر تقسیم می شود:

1.    پیچیدگی طراحی

2.    پیچیدگی فرآیند ساخت

همانطور که بیان شد سپرهای حرارتی از تک لایه آلومنیومی به روش پرسینگ ساخته می شد. با توجه به پایین بودن راندمان حرارتی، بهینه سازی سپر حرارتی با تغییر طراحی در دستور کار قرار گرفت. پس از آنالیز های متعدد، طراحی به صورت سه لایه در سپر حرارتی شامل دو لایه آلومینایز و یک لایه میانی عایق سرامیکی میکا صورت پذیرفت. پس از انتخاب مت مناسب برای لایه ها و ضخامت مربوطه، طراحی فرآیند تولید صورت گرفت. در اولین قدم، عیوب سپر حرارتی تولید شده به روش پرسینگ مورد بررسی قرار گرفت که به صورت زیر می باشد:

·      ایجاد چروک در محصول نهایی

·      کاهش ضخامت در بعضی نقاط سپر حرارتی و در نیتجه افزایش میزان برگشتی محصول

·      کم بودن تیراژ تولید

برای طراحی فرآیند تولید سپر حرارتی با تیراژ بالا و حداقل نمودن میزان برگشتی محصول، تیم تحقیق توسعه شرکت فعالیت های بسیار گسترده ای در طول چند سال صورت داده که برخی از آنها به شرح زیر بیان می گردد:

·      طراحی فرآیند تولید به روش کشش عمیق ( بجای روش پرسینگ)

·      طراحی قالب های چند گانه برای کشش عمیق دو لایه آلومینایز

·      طراحی روش سرهمبندی لایه های کشش عمیق شده با لایه سرامیکی میکا

·      بهینه سازی قالب ها جهت کشش عمیق همزمان لایه های آلومینایز

·      طراحی مکانیزم دوخت لایه های آلومنیایز

·      افزایش میزان دقت ابعادی محصول تولید شده

پس از فعالیت های گسترده تحقیق و توسعه در محصول و فرآیند تولید آن، این شرکت در حال حاضر با تیراژ بالا و کمترین میزان برگشتی تولیدات خود را انجام می دهد.

ليست مجوزها، تاييديه ها، اسنانداردها، و يا نتايج تست  از مراجع ذي صلاح:

·      تایید عملکرد سپر حرارتی توسط کارفرما

·      نتایج تست مت آلومینایز

·      نتایج تست مت لایه سرامیکی

·      آنالیز ابعادی CMM برای محصول نهایی جهت تطابق با محل قرارگیری

میزان درامد ناشی از فروش محصول / خدمات بر اساس آخرین اظهارنامه مالیاتی