Analisi dei requisiti chiave per il processo di stampaggio a iniezione della copertura isolante del cablaggio della batteria di accumulo dell'energia

Nei sistemi di batterie di accumulo di energia, le coperture isolanti del cablaggio, in quanto componenti cruciali che garantiscono la sicurezza elettrica, forniscono isolamento e supporto strutturale, sono ampiamente utilizzate in scenari ad alta-tensione come i nuovi pacchi batteria di veicoli energetici e i sistemi di contenitori di stoccaggio dell'energia. A causa della struttura precisa, degli elevati requisiti di isolamento elettrico e dello spazio di assemblaggio limitato di questo componente, il suo stampaggio a iniezione pone requisiti estremamente elevati alla tecnologia degli stampi. Questo articolo analizza sistematicamente gli aspetti tecnici principali dei processi di stampaggio a iniezione per le coperture isolanti dei cablaggi elettrici, tra cui la selezione dei materiali, la progettazione della struttura dello stampo, la disposizione dei cancelli, la progettazione dello sformatura e i sistemi di controllo della temperatura dello stampo.

Processo di stampaggio a iniezione per pannelli isolanti del cablaggio di accumulo di energia

I. Caratteristiche dei materiali dei pannelli isolanti del cablaggio

I pannelli isolanti del cablaggio elettrico sono per lo più realizzati in PBT modificato, PA66, PP e altri tecnopolimeri, che in genere richiedono le seguenti caratteristiche:

Alto isolamento (tensione di rottura maggiore o uguale a 20kV/mm)

Buona resistenza al calore (temperatura di distorsione termica maggiore o uguale a 150 gradi)

Classificazione ignifuga UL94 V-0

Elevata stabilità dimensionale e basso assorbimento d'acqua (<0.3%)

Prendendo come esempio PBT-GF30 (PBT rinforzato con fibra di vetro al 30%), la sua fluidità è moderata (MFR circa 10-30 g/10 min) e il suo tasso di ritiro è di circa 0,2-0,5%. Tuttavia, il rinforzo in fibra di vetro introduce anisotropia, rendendolo soggetto a deformazioni o stress interni. Pertanto, le proprietà reologiche del materiale, la finestra della temperatura di stampaggio e il comportamento di polimerizzazione devono essere considerati in modo esaustivo durante la progettazione dello stampo.

II. Progettazione della cavità dello stampo e controllo dello spessore delle pareti per piastre isolatori di cablaggi elettrici

Le piastre di isolamento del cablaggio elettrico sono per lo più strutture-con pareti sottili (solitamente spesse 1,5~2,5 mm), ma alcune aree, come clip di fissaggio, nervature di isolamento e aree di posizionamento delle scanalature dei cavi, devono essere ispessite. Pertanto la cavità dello stampo dovrà avere le seguenti caratteristiche:

Design uniforme dello spessore della parete: evita segni di ritiro e segni del canale freddo causati da improvvisi cambiamenti nello spessore locale.

Struttura delle nervature ragionevole: l'altezza delle nervature di rinforzo dovrebbe essere inferiore o uguale a 2,5 volte lo spessore della parete principale e la larghezza dovrebbe essere 0,5 volte lo spessore della parete per evitare uno spessore eccessivo che porti a difficoltà di riempimento o raffreddamento irregolare.

Evitare angoli acuti: tutti gli angoli interni ed esterni devono avere un raggio di 0,5~1 mm per evitare la concentrazione delle sollecitazioni e uno scarso flusso di materiale.

Design a cavità multiple-nello stesso stampo (ad es. 2/4 cavità): è necessario un design rigoroso e bilanciato dei canali per evitare riempimenti incoerenti tra le cavità.

III. Layout del cancello e progettazione del sistema di guida per piastre isolatori di cablaggio

Poiché la struttura della piastra di copertura ha generalmente dimensioni superiori a 100 mm, forma irregolare e comprende fessure, nervature di rinforzo e strutture di sovrapposizione, la progettazione del cancello è fondamentale. I punti chiave includono:

I canali principali e quelli di derivazione devono utilizzare pozzetti freddi completamente chiusi per impedire l'ingresso di materiale freddo nella cavità.

I cancelli laterali-montati o sottomarini sono comunemente utilizzati nelle strutture delle piastre di copertura, offrendo vantaggi come il taglio automatico e i segni dei cancelli nascosti.

Evita linee di saldatura indebolite causate dall'iniezione a-punto singolo: è necessaria l'analisi CAE del flusso dello stampo, con più punti di iniezione o punti di iniezione ad anello posizionati attorno a nervature e fessure.

Progettazione della dimensione del cancello appropriata: prendendo come esempio PBT-GF30, si consiglia una sezione trasversale del cancello-di 3×1,5 mm. Una dimensione troppo piccola comporterà un riempimento insufficiente, mentre una dimensione troppo grande causerà sfilacciamenti e deformazioni.

IV. Ottimizzazione della progettazione del sistema di sformatura degli isolatori del cablaggio elettrico

Considerando la forma complessa della piastra di copertura e le numerose parti a scatto-, il progetto di sformatura deve bilanciare efficienza e integrità strutturale. I punti chiave includono:

Una combinazione di espulsore angolato e struttura di estrazione del nucleo laterale-: adatta per progetti con slot a sottosquadro. La precisione del controllo della corsa di trazione principale-deve essere<0.1mm.

L'angolo di espulsione angolato deve essere controllato tra 8 gradi e 15 gradi per evitare inceppamenti o scorrimento insufficiente.

**Design con angolo di sformo ragionevole:** Maggiore o uguale a 1,5 gradi per le superfici esterne e maggiore o uguale a 2 gradi per i fori interni, particolarmente importante per i materiali rinforzati con fibra di vetro per evitare graffi superficiali.

**Disposizione dei perni di espulsione:** Perni di espulsione distribuiti uniformemente per evitare che la spinta concentrata provochi la deformazione della parte. Per aree piatte più grandi, si consiglia una struttura a piastra di spinta-.

**V. Sistema di controllo della temperatura di precisione per stampi isolatori di cablaggi elettrici:**

**La piastra di copertura è relativamente sottile e sensibile alle fluttuazioni della temperatura dello stampo, soprattutto nei materiali rinforzati con fibra di vetro dove le differenze di temperatura possono facilmente causare deformazioni.** Pertanto, il sistema di controllo della temperatura dello stampo deve avere le seguenti caratteristiche di progettazione:

**Sistema del circuito dell'acqua a-copertura completa:** garantisce una temperatura uniforme della cavità, in particolare migliorando i canali di raffreddamento nelle aree delle nervature o nelle aree con rinforzi densi.

**Controllo del circuito indipendente:** per stampi multi-cavità o strutture di forma irregolare, è necessario utilizzare più unità di controllo della temperatura, con una deviazione della temperatura inferiore o uguale a 2 gradi.

**Selezione del mezzo per il controllo della temperatura:** Si consiglia un controller della temperatura dello stampo combinato con un controllo della temperatura dell'acqua di 85~120 gradi. Se il materiale richiede un'elevata cristallinità, è necessario il riscaldamento dell'olio a una temperatura superiore a 140 gradi.

** L'introduzione della tecnologia di raffreddamento rapido (come il raffreddamento ad acqua a frequenza variabile + inserti in lega ad alta conduttività termica) può ridurre il ciclo di stampaggio del 15-25%.

VI. Requisiti di durata e manutenibilità dello stampo per piastre di isolamento del cablaggio preassemblato

Le batterie di accumulo dell'energia in genere devono soddisfare un grado di protezione IP67 o superiore. Come componente protettivo, la piastra di copertura richiede un'elevata precisione dimensionale e la scanalatura dell'anello di tenuta deve essere priva di bavature. Pertanto, i requisiti di durata e precisione dello stampo sono i seguenti:

Selezione dell'acciaio per stampi: si consigliano materiali ad alta-durezza e resistenti alla corrosione-come S136 e H13.

Precisione della lavorazione dello stampo: rugosità della superficie della cavità Ra < 0,4 μm, superficie di tenuta Ra < 0,2 μm.

Controllo della precisione della guida dello stampo mobile e dello stampo fisso Inferiore o uguale a ± 0,005 mm per garantire la precisione dell'assemblaggio.

Piano di manutenzione regolare: pulisci la superficie dello stampo dopo 5.000 cicli di iniezione e sostituisci i perni di espulsione e i cursori di estrazione del nucleo- facilmente usurabili dopo 10.000 cicli.

Il processo di stampaggio a iniezione per le piastre di isolamento del cablaggio elettrico richiede elevata precisione e necessita di una progettazione coordinata su più dimensioni, inclusi materiali, struttura, sformatura e controllo della temperatura. Attraverso la simulazione CAE sistematica, la costruzione ottimizzata dello stampo e rigorose strategie di controllo della temperatura, la consistenza del prodotto e l'efficienza dello stampaggio possono essere notevolmente migliorate, garantendo la sicurezza e l'affidabilità dei sistemi di accumulo dell'energia. In futuro, con la miniaturizzazione e la modularizzazione dei dispositivi di accumulo dell'energia, i requisiti di stampaggio di precisione per i coperchi dei separatori diventeranno ancora più rigorosi, rendendo necessari continui aggiornamenti e l'intelligence dei processi di stampaggio a iniezione. Controllando rigorosamente questi requisiti di processo chiave, Donghao Plastics è in grado di produrre cablaggi e coperture separatori per batterie di accumulo di energia di alta-qualità e-prestazioni, soddisfacendo le esigenze dei clienti in vari campi di applicazione e migliorando ulteriormente la propria competitività.