Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Wie Heizpatrone in Aluminiumblock montieren/einkleben?


von René F. (Gast)


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Ich würde gerne ein größeres Teil aus Aluminium beheizen, dazu möchte 
ich jeweils für eine Heizpatrone und für einen Temperatursensor ein 
Sackloch bohren und die Teile darin montieren.

Ich möchte das Teil auf 250°C erwärmen, womit klebe ich 
Sensor/Heizelement am besten ein?

Spontan fällt mir Silikon ein, fürchte aber das die Wärmeleitung zu 
schlecht ist.

von Thomas W. (goaty)


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Weiß nicht ob das geht, aber Zwei-Komponenten-Kleber mit Wärmeleitpaste 
vermischt als Kleber für LEDs auf Kühlkörper geht super und leitet die 
Wärme gut.

von michael_ (Gast)


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Auspuff-/Ofenzement.

von J. S. (pbr85)


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Thomas W. schrieb:
> Weiß nicht ob das geht, aber Zwei-Komponenten-Kleber mit Wärmeleitpaste
> vermischt als Kleber für LEDs auf Kühlkörper geht super und leitet die
> Wärme gut.

Bei 250°C?

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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René F. schrieb:
> Ich würde gerne ein größeres Teil aus Aluminium beheizen, dazu möchte
> ich jeweils für eine Heizpatrone und für einen Temperatursensor ein
> Sackloch bohren und die Teile darin montieren.
>
> Ich möchte das Teil auf 250°C erwärmen, womit klebe ich
> Sensor/Heizelement am besten ein?
>
> Spontan fällt mir Silikon ein, fürchte aber das die Wärmeleitung zu
> schlecht ist.

Kupfer- oder Aluminiumleitpaste (sehr gute gibt es bspw. bei Würth, laut 
Beschreibung beständig bis +1100°C) - damit arbeiten wir hier auch schon 
einige Jahre. Als Fixierung haben sich zwei einfache Körnerschläge an 
der Bohrungsöffnung bewährt. So kann die Patrone sich ausdehnen, aber 
nicht rausfallen (je nach Montageposition).

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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René F. schrieb:
> Spontan fällt mir Silikon ein,

Es gibt bis 400 Grad stabiles Silikon im Heizungsbau.

Aber üblicherweise sehe ich die Dinger gepresst, es wird das Loch so 
gebohrt dass es nur ein Graben in der Oberfläche ist in den deine 
Heizung drinliegt, dann wird der Rand verpresst so dass er sich gehen 
das Heizelement verformt und es festklemmt.

von Uli S. (uli12us)


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Nicht gepresst, auf Passung gebohrt, gerieben. Dann wird der Heizkörper 
mit Kupfer oder heute wohl vermehrt keramikpaste geschmiert dort 
reingeschoben.
Die Paste ist nur dafür gut, dass man das Teil falls es mal kaputt geht 
auch wieder rausbekommt. Falls es um einen Heizkörper wie von nem E-Herd 
geht,
dafür gibt es bei den Herstellern der Heizschlangen passenden Kleber, 
der wird wohl sowas wie Ofenmörtel sein. Das haben wir schon vor 40 
Jahren bei Heisskanälen im Spritzwerkzeugbau gemacht. Da bin ich zwar 
schon lange raus,
die Technik wird aber sicher heute noch angewandt, wahrscheinlich dürfte 
mittlerweile einiges, z.B. Indukton dazugekommen sein.

von Bär (Gast)


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Kleben kannste vergessen! Silikon sowieso, denn die Essigsäure darin ist 
das eine, das andere ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit.
Wie hier schon jemand tippte: Passgenau & Kupferpaste, eine Spangenfeder 
und gut ist!
Viele Grüsse

von Sascha S. (dec)


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Hallo,

Wenn der Wärmeübertragers wirklich gut sein soll, konische Heizpatronen 
verwenden und die in die konisch  geriebene Bohrung direkt einsetzten. 
Beim ersten Aufheizen in dieser Konstellation (Alu dehnt sich mehr) die 
Patrone nachziehen. Falls man die Patrone irgendwann mal wieder 
rausbekommen will, sehr dünn mit Keramikpaste/Alupaste einstreichen. 
Kein Kupfer, das kann zu Kontaktkorrosion führen, dann geht die Patrone 
nie mehr raus.

Den Sensor einfach mit einer Wärmeleitpaste in die ordentlich gefertigte 
Bohrung einsetzen.

Grüße

von René F. (Gast)


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Vielen Dank für die Antworten,

Ich sehe jetzt 2 Optionen:

- etwas minimal größere Bohrung und den kleinen Hohlraum mit 
Keramikpaste füllen
- Passbohrung

Das ganze Teil wird auf einem Datron Cube gefräst, hierfür müsste ich 
meinen Kollegen fragen ob die Präzision der Datron ausreicht um eine 
Passbohrung zu erstellen.

Wie schaut es eigentlich bei einschraubbaren Heizpatronen aus, ich denke 
hier wird Option 1 das Mittel der Wahl sein?

Vielleicht hat noch jemand eine Idee dazu, das Ganze soll ein Hotend für 
eine kleine manuelle Spritzguss Maschine für Kleinteile sein, ich möchte 
durch dieses Hotend mithilfe eines hydraulischen Stempelwagenhebers das 
geschmolzene Spritzgut in die Form spritzen. Eine Ähnliche Konstruktion 
habe ich vor einiger Zeit im Netz gesehen.

von KlebeR (Gast)


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Ich plädiere für eine einfache Bohrung, ggf. mit Keramikpaste. Der 
Wärmeübergang wird nicht Dein größtes Problem sein.
Schau doch mal bei Nordson, die sind für 
Schmelzkleberauftragsanwendungen bekannt - nicht ganz so warm aber 
vergleichbar. Vielleicht finden sich dort ein paar Zeichnungen oder 
Datenblätter, früher (TM) waren die Seiten recht informativ.

von J. S. (pbr85)


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Theoretisch kann man ja eine Bohrung machen, die dem Außendurchmesser 
der Heizpatrone entspricht und den Alublock dann ordentlich warm machen 
und die Patrone kalt. Dann schiebt man diese richtig schnell rein und 
diese sitzt dann fest, nachdem die Patrone warm geworden ist.

Übrigens lässt sich Alu durch Kalilauge sehr gut wegätzen und so eine 
Bohrung erweitern.

: Bearbeitet durch User
von STK500-Besitzer (Gast)


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Bei (älteren) 3D-Druckern wurde die Heizpatrone mit einer Messingfolie 
umwickelt, um die Oberflächenanbindung zu verbessern.
Oder man mach die Aufnahme zweiteilig und klemmt die Patrone (damals 
noch ein dickerer Widerstand) ein.

von Flo R. (flo_r540)


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Bär schrieb:
> Kleben kannste vergessen! Silikon sowieso, denn die Essigsäure darin ist
> das eine, das andere ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit.
> Wie hier schon jemand tippte: Passgenau & Kupferpaste, eine Spangenfeder
> und gut ist!
> Viele Grüsse

so, und nur so!

Silikon kannst du sowieso vergessen, da dein Heizelement 300-400°C haben 
wird damit der ganze Block 250°C erreicht. Und Silikon nicht für seine 
Wäremeleitfähigkeit bekannt ist.

Kupfer(!!!) Montagepaste und das Sackloch auf den Sensor anpassen, der 
Sensor wird zu 100% keine Maßhaltige Außenhaut haben, Maßhaltig 
vielleicht aber nicht Maßgetreu und schon gar kein Passmaß! Enpfehlen 
würde ich wenn möglich ein durchgangsloch damit man den Sensor auch 
wieder raus bekommt falls man muss,..

Aluminium ist auch der schlechteste Werkstoff in den man eine 
Edelstahlhülse stecken kann mit nem α von 24 und stahl von 12.... 
deswegen spannt man solche Materialpaarungen flexibel (Klammer oÄ)

Wenn du deinen Kollegen fragst ob die Genauigkeit seiner Datron für ne 
Passung von nem Sensor ausreicht, wird er dir vermutlich ne Schelle 
geben :P lass das mal besser bleiben...

ne Passung zu machen ist sowieso zwecklos bei Materialien mit so 
unterschiedlichem Wäremausdehnungskoeffizienten, damit kannst du das 
Loch Nominal bohren und mit Kupferpaste einschmieren.

LG aus dem Maschinenbau :)

: Bearbeitet durch User
von René F. (Gast)


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Flo R. schrieb:
> Wenn du deinen Kollegen fragst ob die Genauigkeit seiner Datron für ne
> Passung von nem Sensor ausreicht, wird er dir vermutlich ne Schelle
> geben :P lass das mal besser bleiben...

Ach der weiß das meine Kenntnisse der Metallbearbeitung beschränkt sind, 
dafür bin ich sein Ansprechpartner in elektrotechnischen Themen.

von Nils (Gast)


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Geschlitzte Bohrung mit Klemmschraube, wie bei Hotends von E3D?

von Rettungsdienst (Gast)


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Boron nitride Wärmeleitpaste wird bei Hochtemperatur hotends im 3Ddruck 
genutzt. Gibt es bspw. Von Alice engineering

von Andre (Gast)


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Flo R. schrieb:
> ne Passung zu machen ist sowieso zwecklos bei Materialien mit so
> unterschiedlichem Wäremausdehnungskoeffizienten,

Trotzdem würde ich empfehlen, 1x mit der Reibahle durch zu gehen. 
Dadurch bekommt man eine gute Oberfläche und die ist auch wichtig für 
die Wärmeleitung.
In irgendeinem Datenblatt habe ich das sogar als ausdrückliche 
Empfehlung gelesen.

von michael_ (Gast)


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Andre schrieb:
> Trotzdem würde ich empfehlen, 1x mit der Reibahle durch zu gehen.
> Dadurch bekommt man eine gute Oberfläche und die ist auch wichtig für
> die Wärmeleitung.

Unwichtig.
Die Wärmeträgheit vom Alublock ist wesentlich größer.
Und dann auch die Hysterese.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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michael_ schrieb:
> Andre schrieb:
>> Trotzdem würde ich empfehlen, 1x mit der Reibahle durch zu gehen.
>> Dadurch bekommt man eine gute Oberfläche und die ist auch wichtig für
>> die Wärmeleitung.
>
> Unwichtig.

Die Hersteller der Heizpatronen sehen das ganz anders.

> Die Wärmeträgheit vom Alublock ist wesentlich größer.
> Und dann auch die Hysterese.

Das spielt dabei keine Rolle. Es geht darum, zu verhindern, dass die 
Heizelemente bei schlechter Wärmeübertragung überhitzen.

Insbesondere bei hochverdichteten Patronen (heutzutage fast der 
Standard) mit Leistungsdichten von bis zu 50W/cm² muss man darauf 
achten.

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