[发明专利]一种微热管电流辅助绕弯成形装置及方法

说明书

一种微热管电流辅助绕弯成形装置及方法，它属于弯管制造塑性微成形技术领域，它包括绕弯成形机、模具组件及辅助成形电源系统；所述模具组件安装在绕弯成形机上，所述绕弯成形机主要由固定底板、压管组件、弯管组件、旋转轴、旋转驱动机构及控制系统组成；弯管组件上安装有旋转轴，旋转轴与固定底板上的轴孔配合，压管组件固定在固定底板上，成形方法步骤：步骤一、选择模具组件，步骤二、构建通电回路，步骤三、设定参数，步骤四、微热管坯加热，弯曲成形，步骤五、弯曲成形得弯曲件，步骤六，取出弯曲件。本发明能控制微热管弯曲成形缺陷及成形精度，解决了微热管弯曲后传热能力下降的问题。

技术领域

本发明属于弯管制造塑性微成形技术领域，具体涉及一种微热管电流辅助绕弯成形装置及方法。

背景技术

随着科学技术如空间科技、地球科技以及海洋科技不断发展对微型化技术提出了迫切的需求，越来越多高热流密度的电子元器件被集成在极端狭小的空间内，使得热控制技术成为微型化发展的关键。微热管作为一种利用封闭管内工质的相变进行传热的高效传热元件，被认为是解决微机械热控问题的理想手段，可为狭小空间内电子元器件的冷却提供高效可靠的解决方案，已被广泛应用于高端电子电器、航空航天、生物医疗等领域。微热管由密封的管壳、吸液芯与工质三部分组成。工作时，高温区的热量经过管壳加热吸液芯中的液态工质，形成局部的高压蒸汽并向管内低温区流动，继而携带潜热的高压蒸汽在低温区冷凝释放出热量，并经过管壳传给管外热沉，而冷凝后的工质在吸液芯中依靠毛细力作用从低温区回流入高温区，如此往复达到散热及均匀化温度的效果。因此，吸液芯是决定微热管传热特性的关键，目前有沟槽式、烧结式、纤维式、丝网式及它们的组合形式等多种结构的吸液芯。相较于传统的热控手段，微热管可在微小温差下通过很小截面积远距离地传输大量热量而无需外部驱动力，具有优越的导热性能和等温特性，且传热方向可逆，热流密度可变，例如，外径1-6mm的沟槽式微热管在微型卫星上发挥了重要作用；外径1-3mm的微热管是实现医用高频电刀热控制的唯一可行技术手段；外径3-8mm的微热管在电子电器等产品中被普遍使用。

在实际应用中，由于空间位置的限制和复杂多变的装配要求，必须对微热管进行弯曲变形以适应不同的产品设计及外观需要。通过检索国内外文献及专利，发现目前未有关于微热管的弯曲成形装置介绍，这是因为微热管的弯曲成形是一项充满挑战性的技术难题，主要表现在：(1)目前研究发现微热管弯曲件存在很多缺陷，包括截面畸变、弯曲外侧凹陷或壁厚减薄、弯曲内侧起皱或壁厚增厚以及回弹等。起皱与凹陷会破坏微热管内壁附着的吸液芯微结构，削弱其传热能力，严重时会导致微热管无法实现传热。回弹与截面畸变会降低成形精度，增加微热管的装配误差；(2)为防止破坏微热管内毛细吸液芯微结构，弯曲过程中不能使用芯棒等管内约束措施，故常规弯管工艺难以满足微热管弯曲成形质量要求。(3)由于微热管外径小、管壁薄且毛细吸液芯微结构特征尺寸一般不超过亚毫米量级，微热管弯曲成形必须考虑尺度效应的影响。总之，微热管弯曲成形是制约微热管发展与应用的瓶颈，是决定其实际换热能力的关键因素，提出一种有效而又能从根本上解决微热管弯管缺陷的成形装置，是目前微热管弯曲成形技术发展的迫切要求。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提出了一种微热管电流辅助绕弯成形装置及方法，本发明申请可控制微热管弯曲成形缺陷及成形精度，能克服微热管弯曲后传热能力显著下降等问题。所述微热管是指工质汽-液界面毛细半径小于水利学半径的一种传热管，几何特征表现为一种小径薄壁且非光滑内壁面的金属管材。

本发明提供的技术方案是：一种微热管电流辅助绕弯成形装置，包括绕弯成形机、模具组件及辅助成形电源系统。模具组件安装在绕弯成形机上，辅助成形电源系统与模具组件连接或直接与微热管坯连接，用以成形过程中向微热管坯提供高密度电流。