Jäähdyttimissä käytetty alumiinipursotus?

Tiedän, että on vaikea löytää selkeää tietoa alumiinipursotteiden käytöstä jäähdytyslevyissä. Tarvitset oppaan, joka kattaa, miksi, miten ja missä niitä käytetään.

Saat tietää, miksi alumiini on ihanteellinen, miten profiilit parantavat jäähdytystä ja kuka niitä käyttää.

Anna minun opastaa sinut peruskäsitteistä todelliseen käyttöön.

Miksi alumiiniprofiilit sopivat erinomaisesti jäähdytyselementtisovelluksiin?

Aloitan materiaalin valinnasta ja suulakepuristusprosessista. Alumiini on kevyttä, lämmönjohtavuudeltaan hyvää ja joustavaa.

Alumiinipuristekappaleissa yhdistyvät kustannukset, lämpötehokkuus ja jäähdytyslevyjen muodon mukauttaminen.

Sukella syvemmälle

Alumiinia käytetään laajalti jäähdytyslevyissä, koska sen lämmönjohtavuus on korkea. Yleiset seokset, kuten 6063-T5 tai 6061-T6, antavat 150-205?W/m-K. Tämä tarkoittaa, että lämpö siirtyy nopeasti alustasta lamelleihin.

Ekstruusioprosessi lisää suunnittelun etuja. Voimme luoda lamelleja, lämpöputkien leikkauksia ja kanavia yhdellä kertaa. Tämä vähentää työstökustannuksia ja parantaa suorituskykyä.

Alumiini on myös kevyttä. Suulakepuristettu 6063-alumiinista valmistettu jäähdytyselementti painaa vähemmän kuin teräksestä tai kuparista valmistettu jäähdytyselementti. Se helpottaa järjestelmien asentamista ja alentaa toimituskuluja.

Puristetut muodot ovat toistettavissa. Saat identtisiä osia jokaisella ajokerralla. Tämä on ratkaisevan tärkeää erien lämpötehokkuuden kannalta.

Lopuksi alumiiniprofiilit ovat kierrätettäviä. Käytöstä poistetut osat voidaan käyttää uudelleen alhaisin energiakustannuksin. Tämä tukee vihreää suunnittelua.

Tässä on yhteenveto:

Alumiinipuristus tekee jäähdytyslevyistä edullisia, tehokkaita ja ympäristöystävällisiä.

Mitkä suulakepuristusprofiilit maksimoivat jäähdytyselementin suorituskyvyn?

Valitsen profiileja, jotka lisäävät pinta-alaa ja ilmavirtaa. Yleisiä muotoja ovat suorat lamellit, levenevät lamellit, nastamaiset lamellit ja korkeat kuvasuhteet.

Profiilit, joissa on kapeat, korkeat lamellit ja avoimet kanavat, maksimoivat lämmöntuottoa.

Sukella syvemmälle

Jäähdytyselementin profiilin tavoitteena on saada lisää pinta-alaa ja hyvä ilmavirtaus. Tämä tarkoittaa monia lamelleja, ohuita seinämiä, korkeita rakenteita ja tilaa lamellien välissä.

Suorasuomuiset puristekappaleet ovat perusmuotoisia. Niissä on paljon yhdensuuntaisia lamelleja ja avoimia kanavia. Ne on helppo suulakepuristaa ja asentaa.

Pin-fin-profiileissa käytetään pylväitä levyjen sijasta. Nastat antavat ilmavirran kaikkiin suuntiin. Ne soveltuvat erinomaisesti turbulenttiseen jäähdytykseen tai pakkoilmakokoonpanoihin.

Korkean kuvasuhteen profiileissa on korkeat, ohuet lamellit. Ne antavat enemmän pinta-alaa pienemmällä pohjan leveydellä. Rajana on lamellien notkistuminen tai rikkoutuminen valmistuksen aikana. Tyypilliset seinämät ovat 0,8-1,5 mm paksuja ja lamellit jopa 30 mm korkeita.

Levennetyissä eväprofiileissa on leveämpi evän yläosa tai kulmikas sivu. Tämä lisää pinta-alaa ja ohjaa ilmaa jäähdytystehokkuuden parantamiseksi.

Hybridiprofiilipuristuksissa yhdistyvät tasainen pohja, tappipilarit, suorat pilarit ja lämpöputkien leikkaukset samaan profiiliin. Se mahdollistaa kompaktin ja tehokkaan jäähdytyksen.

Tässä on taulukko yleisimmistä profiileista:

Profiilin suunnittelussa käytetään myös CFD-simulointia. Testaan ilmanopeutta, turbulenssia ja lämpötilan jakautumista. Sitten säädän lamellien välejä ja paksuutta ilmavirran ja pinta-alan tasapainottamiseksi.

Suulakepuristetut profiilit mahdollistavat myös kiinnitysjalkojen, ruuvipesien tai aukkojen lisäämisen lämpöputkia varten. Tämä yksinkertaistaa kokoonpanoa ja parantaa lämpökontaktia.

Nämä optimoidut profiilit parantavat suorituskykyä LED-valaistuksessa, tehon muuntamisessa ja tietokonejärjestelmissä.

Miten lämmönjohtavuus optimoidaan alumiinisissa jäähdytyslevyissä?

Keskityn seoksen, raerakenteen, pinnan ja rajapintojen hallintaan. Jokainen tekijä parantaa lämmönsiirtoa.

Optimointiin kuuluu oikean seoksen valinta, mikrorakenteen hallinta, pintojen viimeistely ja läheinen kosketus lämmönlähteisiin.

Sukella syvemmälle

Ensinnäkin seoksen valinnalla on merkitystä. 6063?T5 on yleinen suulakepuristuksessa. Sillä on hyvä johtavuus, muovattavuus ja hinta. 6061?T6:n lujuus on hieman korkeampi mutta johtavuus heikompi. Huippulämpötilatarpeisiin käytetään puhdasta alumiinia 1070 tai 1350, jonka lämpötila on ~230?W/m-K, mutta se on pehmeämpi ja vaikeampi suulakepuristaa.

Seuraavaksi raerakenne vaikuttaa lämpövirtaukseen. Käytämme oikeita suulakepuristuslämpötiloja ja jäähdytysnopeuksia. Hehkutus voi hienosäätää raerakennetta ja parantaa johtokykyä hieman. Hallitsemme jäähdytyksen puristamisen jälkeen, jotta vältämme lämpöä estäviä sisäisiä jännityksiä.

Myös pintakäsittelyllä on merkitystä. Anodisointi muodostaa oksidia, jonka johtavuus on alhainen. Jos lämpökontaktia tarvitaan, jätämme sisäiset lamellit paljaiksi tai käytämme ohuita, kontrolloituja oksidikerroksia. Vaihtoehtoisesti käytämme mustaa anodisointia säteilyjäähdytykseen, koska musta väri säteilee hyvin lämpöä.

Varmistamme myös tiiviin kosketuksen jäähdytyslevyn pohjan ja kosketinkomponenttien välillä. Lisäämme tasaisuuden valvontaa (0,05 mm:n pohjan tasaisuus). Käytämme vaiheenvaihtotyynyjä tai lämpöyhdistettä MOSFETin tai suorittimen ja jäähdytyselementin välillä. Tämä täyttää aukot ja parantaa johtumista.

Prototyyppien osalta testaan lämpöresistanssia Rth, joka mitataan yksikössä K/W. Pienempi Rth tarkoittaa parempaa jäähdytystä. Asennan lämmittimen alustaan ja mittaan lämpötilan nousun tasaisella kuormituksella ympäristön lämpötilassa. Säädän suunnittelua, kunnes Rth vastaa spesifikaatiota.

Tässä on erittely:

Optimoimalla jokaisen osan saat jäähdytyselementin suorituskyvyn vastaamaan lämpökuormaa. Tämä prosessi vähentää kuumia kohtia ja lisää järjestelmän luotettavuutta.

Millä teollisuudenaloilla alumiinista suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä käytetään yleisimmin?

Näen jäähdytyslevyjä elektroniikassa, valaistuksessa, sähkö-, auto- ja televiestintäalalla. Jokaisella alalla on omat tarpeensa, mutta kaikki käyttävät puristepuristetta.

Tärkeimpiä teollisuudenaloja ovat LED-valaistus, tehoelektroniikka, tietotekniikka, autoteollisuus ja televiestintä.

Sukella syvemmälle

LED-valaistuksessa suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä on kaikkialla. Suuritehoiset LEDit tarvitsevat tehokasta jäähdytystä kirkkauden ja käyttöiän säilyttämiseksi. Käytämme usein suoria tai leveneviä suulakepuristeita integroituna heijastinkoteloihin.

Tehoelektroniikassa, kuten inverttereissä ja muuntimissa, käytetään suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä MOSFETeille ja IGBT:ille. Nämä tarvitsevat lamelleja tai tappirakenteita pakotettua ilmaa tai luonnollista konvektiota varten. Integroimme kiinnitysurat ja tyhjennysreiät, jotta levyn kiinnitys ja ilmavirtaus olisi helppoa.

Tietojenkäsittelyssä pöytätietokoneiden suorittimissa, näytönohjaimissa ja palvelinmoduuleissa käytetään suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä, joissa on lämpöputket. Jäähdytyselementin profiilissa on leikkauksia ja pohjaominaisuuksia, jotka pitävät lämpöputkia ja tuulettimia. Puristamalla voidaan jyrsiä useita osia yhdessä lohkossa.

Autoteollisuuden järjestelmissä käytetään suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä LED-ajovaloissa, tehomoduuleissa, akkujärjestelmissä ja vaihtosuuntaajissa. Näiden on kestettävä tärinää ja lämpötilaherkkyyttä. Käytämme 6063-luokkaa, joka on anodisoitu kovaksi kestävyyden vuoksi.

Tietoliikennelaitteet, kuten 5G-radiot ja tukiasemat, käyttävät suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä RF-tehomoduuleissa. Näissä käytetään usein pin-fin-pursotusta monisuuntaisen ilmavirran aikaansaamiseksi ulkokoteloissa.

Muita käyttökohteita ovat muun muassa teollisuuskäyttöiset taajuusmuuttajat, laserlaitteet, lääkinnälliset laitteet ja sähköautojen latausasemat. Jokaisessa sovelluksessa jäähdytyselementti on keskeinen osa lämpösuunnittelua.

Tässä ovat tärkeimmät toimialat:

Suulakepuristetut jäähdytyselementit ovat tehokkaita valmistaa ja mukautua näille aloille. Suunnitteluvalinnat riippuvat ilmavirran saatavuudesta, lämpökuormituksesta ja kokoonpanomenetelmistä.

Päätelmä

Kerroimme, miksi alumiini on ihanteellinen, miten profiilit tehostavat jäähdytystä, miten optimoimme johtavuuden ja kuka käyttää suulakepuristettuja jäähdytyslevyjä. Näin saat kattavan kuvan suulakepuristuksesta lämpösuunnittelussa.

Jos tarvitset apua jäähdytyselementtien suunnittelussa, profiilin valinnassa tai tuotannossa, voin auttaa sinua kaikissa vaiheissa.