Какво е топлоотделящ радиатор?

Когато устройствата ви прегреят, производителността им бързо намалява. Но не всички радиатори са изработени по един и същи начин. Чували ли сте за "въртящи се радиатори"?

Струговият радиатор е вид компонент за разсейване на топлина, произведен с помощта на CNC струговане вместо традиционното екструдиране или фрезоване, което предлага подобрена цилиндрична точност и използване на материала.

Ако се снабдявате с части с ЦПУ за проекти в областта на електрониката или автоматизацията, разбирането на топлоотделящите елементи може да ви даде предимство по отношение на производителността и дизайна.

Какво представлява въртящият се радиатор и по какво се различава от стандартните радиатори?

Когато хората мислят за радиатори, те често си представят големи алуминиеви блокове с изрязани ребра. Те обикновено се изработват чрез екструдиране или фрезоване. Но стругованите радиатори са различни.

Оборотните радиатори са изработени с помощта на CNC стругове¹ които въртят материала, позволявайки формирането на кръгли и симетрични форми, идеални за специфични компактни или аксиални охлаждащи конструкции.

Обръщащите се радиатори имат радиален дизайн вместо традиционните вертикални ребра. Те често се използват в електронни сглобки с висока плътност или кръгли корпуси, където традиционните форми не се вписват.

Основни разлики между струговите и стандартните радиатори

Тези разлики оказват влияние не само върху формата, но и върху начина, по който се разпръсква топлината. Завъртяните радиатори могат да излъчват топлина по-равномерно от центъра навън, което е полезно при компактни оформления.

Освен това струговането позволява по-голяма гъвкавост при интегрирането на функционални характеристики като резби, канали или кухини, без да са необходими вторични операции. Това е особено полезно за продукти с интегрирани изисквания за монтаж или подравняване.

Защо да използваме струговане при производството на радиатори за алуминиеви части с ЦПУ?

Традиционното екструдиране ограничава дизайна. Когато работих със стартъп за интелигентно осветление, установихме, че кръглите корпуси за светодиоди правят почти невъзможно монтирането на стандартни радиатори вътре.

CNC струговането позволява прецизна обработка на кръгли радиатори, предлагайки по-добри топлинна интеграция² за ограничени или симетрични оформления и за максимална ефективност на материала.

Струговането ми позволява да създавам дизайни с гладки извити перки или интегрирани отвори с резба - всичко това с една настройка на машината. Това намалява вторичната обработка, като спестява време и пари.

Предимства на струговането с ЦПУ за производство на радиатори

• Ефективност: Струговането създава детайл в по-малко стъпки.
• Симетрия: Идеален за продукти, които се нуждаят от радиални въздушни потоци, като например вентилатори.
• Спестяване на материали: Без прерязване или излишни отпадъци от материал.
• Повърхностно покритие: Чрез струговане може да се постигне гладка повърхност, идеална за анодиране.
• Повторяемост: Системите с ЦПУ осигуряват еднакви части за всички партиди.

Също така съм забелязал, че стругованите детайли произвеждат по-малко задирания в сравнение с фрезованите. Това означава по-малко последваща обработка и по-постоянна производителност. Това може да ускори цялата верига на доставка и да намали преработката.

В един скорошен проект създадохме персонализиран кръгъл радиатор с монтажни отвори, вътрешна резба и скосени ребра - всичко това в рамките на едно струговане с ЦПУ. Не беше необходимо допълнително фрезоване или пробиване. Тази гъвкавост направи възможно доставянето на 50 броя в рамките на 4 работни дни.

Какви материали и инструменти са необходими за ефективното струговане на радиаторите?

Често ме питат: "Мога ли да използвам алуминий за струговане?" Не съвсем. Не всички алуминиеви сплави се струговат по един и същи начин. Освен това настройката на инструмента е от огромно значение.

Ефективното струговане на радиатори изисква обработваеми алуминиеви сплави като 6061 или 6063 и специализирани твърдосплавни или покрити вложки, предназначени за рязане на алуминий.

Подходящи материали за струговане на радиатори

6061 е моят избор за повечето функционални радиатори поради неговата здравина и топлопроводимост. 6063 се използва по-добре, когато повърхностното покритие е от критично значение, например за открити части в потребителската електроника.

Препоръчителни инструменти и оборудване

• CNC струг³ (3-осова или по-висока) за сложни профили.
• Карбидни вложки⁴ оптимизиран за цветни метали.
• Високоскоростна инструментална екипировка за да се предотврати залепването на стружки.
• Охлаждаща течност/смазочни материали за контрол на температурата и обработка на повърхността.

Също така е важно редовно да поддържате и калибрирате инструментите. Аз водя контролен списък за остротата на пластините, подравняването и нивото на смазване. Добре поддържаният струг поддържа тесни допуски и гладки повърхности.

Как прецизността на струговане влияе върху топлинните характеристики на радиатора?

При управлението на топлината е изкушаващо да се съсредоточим само върху размера или броя на ребрата. Но дори 0,1 мм неравности по повърхността могат да намалят значително топлообмена.

Прецизността на струговане влияе пряко върху качеството на контакта с повърхността, което определя ефективността на топлинните потоци от устройството към радиатора и след това към въздуха.

Как прецизността прави разликата

• Плоскост на монтажната основа: Прецизната основа осигурява максимален контакт с източника на топлина.
• Равномерност на перките: Равномерното разположение оптимизира въздушния поток и разпределението на топлината.
• Симетрия: Подпомага поддържането на постоянен въздушен поток и охлаждаща ефективност.

Веднъж произведох партида радиатори с толеранс ±0,01 мм и забелязах спад на температурата на чипа с 5°C в сравнение със стандартните фрезовани модули. Това не е малка печалба. За приложения с висока производителност всеки градус е от значение.

Общи показатели за прецизност при струговане

Друг фактор е използването на термопаста. Плоският и прецизен радиатор намалява нуждата от дебели материали за термичен интерфейс. Това намалява термичното съпротивление и подобрява производителността.

Следя и повторяемостта на партидите. Топлоотделящ радиатор, който се представя добре в един модул, но лошо в следващия, е риск. Прецизната обработка помага да се запази топлинни характеристики⁵ постоянни, което е от съществено значение за мащабно производство.

Заключение

Струговите радиатори предлагат уникални топлинни и структурни предимства, особено при компактни, кръгли или нестандартни приложения. Когато прецизността и интеграцията са от значение, струговането е правилният път.