Mis on jahutusradiaatorid ja kuidas neid valmistatakse?

Ma tean, et soojusradiaatorite ja nende tootmise mõistmine on keeruline. Te soovite selget, samm-sammult juhendit.

Jahutusradiaator on seade, mis eemaldab soojuse elektroonikast ja kannab selle õhku. Neid valmistatakse ekstrusiooni, CNC-töötlemise, survevalu või ribide liimimise teel alusele.

Ma näitan teile, mida nad teevad, kuidas neid valmistatakse ja kuidas neid valida.

Millised on jahutusradiaatori peamised funktsioonid?

Alustan sellest, miks jahutusradiaatorid on olulised: reguleerivad temperatuuri, kaitsevad komponente ja toetavad jõudlust.

Soojuspüüdjad neelavad elektroonikast tulenevat soojust ja annavad selle õhku, hoides komponendid jahedana ja usaldusväärsena.

Sukeldu sügavamale

Elektroonika tekitab töö ajal soojust. Kui seda ei eemaldata, võib see soojus põhjustada kahjustusi või vähendada kasutusiga. Soojusradiaatorid on soojusjuhid, mis viivad soojuse tundlikest osadest eemale.

Peamised funktsioonid on järgmised:

1. Soojuse neeldumine
   Alusplaat puutub seadmega kokku ja neelab soojust.
2. Soojuse levik
   Materjal liigutab soojust üle aluse ribide.
3. Soojuse vabanemine
   Uimed suurendavad pindala, et õhk saaks soojust ära juhtida.
4. Konvektsiooni suurendamine
   Õhuvool üle lamellide (loomulik või sunnitud) eemaldab soojust.

Tõhus jahutusplaadi disain tasakaalustab soojapidavust ja suurust.

Paljud rakendused lisavad ventilaatorid, soojatorud või soojusliidese padjad. LED-valgustite, protsessorite, toiteseadmete ja automoodulite puhul on jahutuse ja töökindluse seisukohalt kriitilise tähtsusega jahutusalused.

Milliseid materjale kasutatakse jahutusradiaatorite valmistamiseks?

Ma võrdlen selliseid materjale nagu alumiinium ja vask, selgitades, miks sageli valitakse sulamid.

Enamasti kasutatakse jahutusradiaatorites alumiiniumi või vaske, mis on valitud soojusjuhtivuse, kaalu ja hinna järgi.

Sukeldu sügavamale

• Alumiiniumisulamid (6063-T5, 6061-T6)
  Juhtivus: 150-205W/m-K. Lihtne ekstrudeerida, kerge, kuluefektiivne. Levinud üldiste jahutusvajaduste rahuldamiseks.

• Vask (C11000, C12200)
  Juhtivus: ~400W/m-K. Suurepärane jahutus, raskem ja kallim. Kasutatakse seal, kus jõudlus on kriitiline.

• Alumiinium-vask hübriidid
  Kombineerige vaskne alus alumiiniumist ribidega, et tasakaalustada kulusid ja jõudlust.

• Muud metallid (teras, magneesium)
  Kasutatakse harva madalama elektrijuhtivuse või kõrge hinna tõttu.

Materjali valik mõjutab tootmismeetodit, kaalu, kulusid ja termilist käitumist. Alumiinium on kõige populaarsem oma tasakaalustatud jõudluse tõttu.

Milliste tootmismeetoditega toodetakse soojusradiaatorid?

Ma visandan ekstrusiooni, CNC-töötlemist, survevalu, stantsimist, skiveerimist, liimitud ribasid ja soojatorusid.

Meetodite hulka kuuluvad ekstrusioon, mehaaniline töötlemine, stantsimine, stantsimine, survevalu ja ribi liimimine.

Sukeldu sügavamale

1. Ekstrusioon

Alumiiniumitoorikuid kuumutatakse ja surutakse läbi matriitsi, et moodustada lamellid. See annab järjepideva ristlõike. Sobib hästi lihtsate, pikkade jahutusradade jaoks.

2. CNC-töötlemine

Jahutusradiaatorid on valmistatud massiivsetest toorikutest. Pakub kohandatud kujundeid, väljalõikeid ja ribide detaile. Täpsus, kuid kallim ühe detaili kohta.

3. Survevalu

Sula metall süstitakse vormidesse, et moodustada keerulisi kujundeid. Hea suure mahu ja keeruliste vormide jaoks. Pinna viimistlus võib vajada parandamist.

4. Tembeldamine ja vormimine

Õhukesed metallplaadid on tembeldatud, reljeefselt pressitud ja vormistatud ribipakettideks. Odav lihtsate madala profiiliga valamute jaoks.

5. Skiving

Uimed lõigatakse otse tahkest plokist ja painutatakse ülespoole. Pakub peeneid uime ja suurt jõudlust, kuid tööriistade kulumine on suur.

6. Liimitud või joodetud ribid

Üksikud ribid on liimitud alusplaadiga. Kohandatud ribide vahekaugus tiheda jahutusplaadi sobivuse tagamiseks. Töömahukas ja hea prototüüpide jaoks.

7. Soojatoru integreerimine

Metalltorud juhivad soojust kaugele ribidele. Kasutatakse protsessorite või sülearvutite jahutites. Tavaliselt kombineeritakse teiste meetoditega.

Siin on tabel:

Materjalid ja meetodid koos määravad hinna, jõudluse ja välimuse.

Kuidas valida õige jahutusradiaatorite konstruktsioon?

Juhendan teid geomeetria, materjali, õhuvoolu ja kulude tasakaalu valimisel.

Valige jahutusradia, lähtudes seadme soojuskoormusest, õhuvoolust, geomeetriast, materjalist ja maksumusest.

Sukeldu sügavamale

1. Määrake kindlaks soojusnõuded
   Määrake võimsus (W), seadme maksimaalne temperatuur ja ümbritseva keskkonna temperatuur. Kasutage ribide suuruse määramiseks soojustakistust (Rth = ΔT / võimsus).

2. Valige materjal
   Alumiinium kerge/piisava jahutuse jaoks; vask või hübriidid suurema soojusvajaduse korral.

3. Valige uime geomeetria
   Loomulik konvektsioon: vähem laiad ribid. Sundõhuvool: kõrged, tihedad ribid. Kompaktsete konstruktsioonide puhul töötavad ribid või tihvtid.

4. Valige tootmismeetod
   Ekstrusioon sirgete ribade jaoks, CNC kohandatud vormide jaoks, survevalu mahu jaoks.

5. Arvestage õhuvoolu suunda
   Joondage ribid õhuvoolu teega. Vertikaalsed lamellid vertikaalse õhuvoolu jaoks, viirutuslamellid mitmesuunalise voolu jaoks.

6. Kaal ja paigaldus
   Tasakaal kaalu ja tugevuse vahel. CNC- või hübriidkonstruktsioonidel võib olla kerge, kuid jäik struktuur.

7. Prototüüp ja test
   CFD-mudelid või prototüüpimine kinnitavad jõudlust. Kasutage soojuskambrite testimiseks reaalsetes tingimustes.

8. Kulud ja maht
   Suuremahuline = survevalu või ekstrusioon. Väikesemahuline või kohandatud = CNC või liimitud ribid.

Siin on kokkuvõte:

Valige disain, mis vastab soojusvajadustele, sobib suuruse ja õhuvooluga ning jääb eelarve piiridesse. Testimine tagab, et see töötab nii, nagu ette nähtud.

Kokkuvõte

Jahutusradiaatorid on elektroonika jahutamisel võtmetähtsusega, edastades soojust ribide ja õhuvoolu kaudu. Need on valmistatud alumiiniumist või vasest, kasutades selliseid meetodeid nagu ekstrusioon, CNC-töötlemine või skiveerimine, ja neid on mitmesuguse kujuga. Õige disain sõltub võimsuskoormusest, õhuvoolust, materjalist, suurusest ja maksumusest. Hoolikas arvutamine ja katsetamine viivad usaldusväärsete soojuslahendusteni.

Kui vajate abi termiliste spetsifikatsioonide määratlemisel, materjalide valimisel või tootmismeetodite hindamisel, saan teid juhendada kontseptsioonist kuni tootmiseni.