Le dissipateur thermique peut-il être usiné avec une tolérance de ±0,1 mm ?

Vous avez déjà eu un dissipateur thermique qui presque s'adaptent, mais pas tout à fait ? Les tolérances sont très importantes. Dans certaines conceptions, même un écart de 0,2 mm peut ruiner le contact ou l'assemblage du bloc.

Oui, la plupart des dissipateurs thermiques en aluminium peuvent être usinés avec une tolérance de ±0,1 mm à l'aide de procédés CNC standard, en particulier sur les surfaces critiques.

Voyons plus en détail ce que cela signifie réellement, comment cela se fait et quelles sont les limites lorsque l'on travaille avec des dissipateurs thermiques en aluminium.

Quels sont les processus qui garantissent une tolérance d'usinage serrée dans les dissipateurs thermiques ?

L'usinage avec des tolérances serrées ne concerne pas seulement l'outil de coupe. Il implique l'ensemble de la chaîne, de la préparation des matériaux à l'inspection finale.

L'usinage à tolérance élevée des dissipateurs thermiques repose sur le fraisage CNC, la fixation de précision, les environnements contrôlés et l'étalonnage en plusieurs étapes.

Voici les principales étapes et technologies utilisées :

Méthodes d'usinage de précision

Techniques de soutien

• Appareils de haute qualité prévenir les vibrations et les déplacements.
• Contrôle du liquide de refroidissement maintient la stabilité thermique.
• CNC multi-axes permettent une meilleure gestion des tolérances angulaires et composées.

Nous avons un jour fourni un lot de dissipateurs thermiques de processeurs personnalisés dont la base de montage devait être plane à ±0,05 mm sur 80 mm. Il a fallu procéder à une triple vérification par meulage de surface et par CMM, mais le résultat final a été un ajustement parfait et une résistance de contact inférieure de 20%.

La tolérance de ±0,1 mm est-elle viable pour les grands profils ?

Plus la pièce est grande, plus il est difficile de respecter des tolérances strictes. Le gauchissement, les vibrations et la dérive de l'outil commencent à prendre de l'importance.

Oui, la tolérance de ±0,1 mm est possible pour les grands profils, mais elle nécessite un usinage en plusieurs étapes, une fixation minutieuse et un contrôle après usinage.

Ce qui rend les grandes pièces difficiles

Solutions

• Décomposer les pièces longues en segments pour l'usinage
• Utilisation bords de référence et alignement du point de référence
• Usinage des deux côtés à l'aide de gabarits de précision
• Permettre aux pièces de reposer/stabiliser avant de terminer
• Contrôle à mi-parcours à l'aide d'une MMT ou d'un comparateur

Nous avons travaillé sur un dissipateur thermique de 500 mm de large destiné à des réseaux de LED industriels. Le maintien d'une planéité de ±0,1 mm sur toute la base a nécessité trois opérations, y compris des périodes de repos thermique et un rodage de la surface.

Quels sont les outils utilisés pour vérifier les tolérances des dissipateurs thermiques ?

Il est tout aussi important de mesurer les tolérances serrées que de les réaliser. Si vous ne pouvez pas vérifier ±0,1 mm, vous ne pouvez pas le revendiquer.

Les tolérances des dissipateurs thermiques sont vérifiées à l'aide de pieds à coulisse, de micromètres, de jauges de hauteur, de machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et d'outils de planéité des surfaces.

Les outils et leurs cas d'utilisation

Nous utilisons des plaques de surface en granit combinées à des jauges de hauteur pour vérifier le gauchissement des grandes extrusions. Pour les cavités étroites, nous utilisons une MMT Mitutoyo pour la cartographie 3D.

Comment contrôler la qualité avec une précision de l'ordre du micron ?

Même de petites erreurs au cours de la production peuvent réduire à néant des tolérances serrées. Le contrôle de la qualité à l'échelle du micron implique une discipline totale du processus.

La qualité au micron près est gérée par des machines calibrées, des environnements stables et une inspection en plusieurs étapes.

Processus d'assurance de la qualité

1. Contrôle des matériaux
   Nous contrôlons les dimensions et la dureté des matériaux entrants.

2. Etalonnage de l'outil
   Tous les outils de commande numérique et d'inspection sont calibrés tous les mois.

3. Gestion thermique
   L'usinage est réalisé dans des salles à température contrôlée.

4. Contrôles en cours
   Les opérateurs vérifient les dimensions après l'ébauche et avant la finition.

5. Inspection finale
   Chaque lot fait l'objet d'un contrôle de qualité à l'aide de micromètres et de CMM.

6. Documentation
   Nous enregistrons chaque mesure pour en assurer la traçabilité.

Tableau de contrôle de la qualité des échantillons

Lors de la production de dissipateurs thermiques pour un fabricant japonais de véhicules électriques, nous devions respecter un espacement de ±0,03 mm entre les trous sur une longueur de 250 mm. Cela a nécessité un contrôle automatisé toutes les 5 pièces et des routines de décalage correctif dans le programme CNC.

Conclusion

Il est tout à fait possible d'usiner des dissipateurs thermiques en aluminium avec des tolérances serrées, même jusqu'à ±0,1 mm ou mieux. Mais cela nécessite les bons outils, des opérateurs qualifiés et un contrôle strict à chaque étape. Demandez à votre fabricant ce qu'il peut garantir et comment il le mesure.