Wordt aluminiumextrusie gebruikt in koelprofielen?

Ik weet dat het moeilijk is om duidelijke informatie te vinden over het gebruik van aluminium profielen voor koelprofielen. Je hebt een gids nodig die beschrijft waarom, hoe en waar ze worden gebruikt.

Je leert waarom aluminium ideaal is, hoe profielen de koeling verbeteren en wie ze gebruikt.

Laat me je begeleiden van basisconcepten naar gebruik in de echte wereld.

Waarom zijn aluminiumextrusies ideaal voor koellichaamtoepassingen?

Ik begin met de materiaalkeuze en het extrusieproces. Aluminium is licht van gewicht, heeft een goed warmtegeleidingsvermogen en is flexibel in het ontwerp.

Aluminiumextrusies combineren kosten, thermische prestaties en vormaanpassing voor koelprofielen.

Duik dieper

Aluminium wordt veel gebruikt in koelprofielen omdat het een hoog warmtegeleidingsvermogen heeft. Veel voorkomende legeringen zoals 6063-T5 of 6061-T6 geven 150-205?W/m-K. Dit betekent dat warmte zich snel verplaatst van de basis naar de vinnen.

Het extrusieproces biedt extra ontwerpvoordelen. We kunnen vinnen, warmtepijpuitsparingen en kanalen in één keer maken. Dat verlaagt de bewerkingskosten en verbetert de prestaties.

Aluminium is ook licht. Een koelprofiel van geëxtrudeerd 6063 weegt minder dan een koelprofiel van staal of koper. Het maakt systemen eenvoudiger te monteren en verlaagt de verzendkosten.

Geëxtrudeerde vormen zijn herhaalbaar. Bij elke serie krijg je identieke onderdelen. Dit is cruciaal voor de thermische prestaties van een batch.

Ten slotte zijn aluminiumextrusies recyclebaar. Afgedankte onderdelen kunnen worden hergebruikt tegen lage energiekosten. Dat ondersteunt een groen ontwerp.

Hier volgt een samenvatting:

Aluminiumextrusie maakt koelprofielen betaalbaar, efficiënt en milieuvriendelijk.

Welke extrusieprofielen maximaliseren de prestaties van koellichamen?

Ik kies profielen die het oppervlak en de luchtstroom vergroten. Veel voorkomende vormen zijn rechte vinnen, uitlopende vinnen, pinvinnen en verhoudingen met een hoog perspectief.

Profielen met smalle, hoge lamellen en open kanalen maximaliseren de warmteafvoer.

Duik dieper

Het doel van een koelprofiel is om meer oppervlakte en een goede luchtstroom te krijgen. Dat betekent veel vinnen, dunne wanden, hoge structuren en ruimte tussen de vinnen.

Extrusies met rechte lamellen zijn eenvoudig. Ze hebben veel parallelle vinnen en open kanalen. Deze zijn gemakkelijk te extruderen en te monteren.

Pin-profielen gebruiken kolommen in plaats van platen. Pennen zorgen voor een luchtstroom in alle richtingen. Ze zijn ideaal voor turbulente koeling of geforceerde luchtopstellingen.

Profielen met een hoge beeldverhouding hebben lange, dunne vinnen. Ze geven meer oppervlakte in minder basisbreedte. De grens ligt bij doorzakken of breken van de vinnen tijdens de productie. Typische wanden zijn 0,8-1,5 mm dik en lamellen tot 30 mm hoog.

Uitlopende vinnen hebben een bredere vinnenbovenkant of schuine kant. Dit voegt oppervlakte toe en geleidt lucht voor een betere koeling.

Hybride profielextrusies combineren een vlakke basis, pin vinnen, rechte vinnen en uitsparingen voor heat pipes in één profiel. Dit zorgt voor compacte koeling met hoge prestaties.

Hier is een overzicht van veelvoorkomende profielen:

Profielontwerp maakt ook gebruik van CFD-simulatie. Ik test de luchtsnelheid, turbulentie en temperatuurverdeling. Daarna pas ik de vinafstand en -dikte aan om luchtstroming en oppervlakte in balans te brengen.

Met geëxtrudeerde profielen kunnen ook montagevoetjes, schroefnokken of openingen voor heat pipes worden toegevoegd. Dit vereenvoudigt de montage en verbetert het thermisch contact.

Deze geoptimaliseerde profielen leiden tot betere prestaties in LED-verlichting, energieomzetting en computersystemen.

Hoe wordt de thermische geleiding van aluminium koellichamen geoptimaliseerd?

Ik richt me op legering, korrelstructuur, oppervlak en interface management. Elke factor verhoogt de warmteoverdracht.

Optimaliseren omvat het kiezen van de juiste legering, het controleren van de microstructuur, het afwerken van oppervlakken en nauw contact met warmtebronnen.

Duik dieper

Ten eerste is de keuze van de legering belangrijk. 6063?T5 is gebruikelijk voor extrusie. Het heeft een goede geleidbaarheid, vervormbaarheid en prijs. 6061?T6 heeft een iets hogere sterkte maar een lager geleidingsvermogen. Voor de hoogste thermische eisen wordt zuiver aluminium 1070 of 1350 gebruikt; deze bereiken ~230?W/m-K maar zijn zachter en moeilijker te extruderen.

Vervolgens beïnvloedt de korrelstructuur de thermische stroming. We gebruiken de juiste extrusietemperaturen en koelsnelheden. Gloeien kan de korrelstructuur verfijnen en de geleiding iets verbeteren. We beheren het koelen na extrusie om interne spanningen te vermijden die warmte tegenhouden.

De afwerking van het oppervlak is ook belangrijk. Anodiseren vormt oxide dat een laag geleidingsvermogen heeft. Als thermisch contact nodig is, laten we de interne lamellen kaal of gebruiken we dunne, gecontroleerde oxidelagen. Als alternatief gebruiken we zwart anodiseren voor radiatieve koeling, omdat zwart goed warmte afgeeft.

We zorgen ook voor een goed contact tussen de basis van het koellichaam en de contactcomponenten. We voegen vlakheidscontrole toe (0,05 mm vlakheid van de basis). We gebruiken fasepads of thermische compound tussen de MOSFET of CPU en het koellichaam. Dit vult gaten op en verbetert de geleiding.

Voor prototypes test ik de thermische weerstand Rth, gemeten in K/W. Een lagere Rth betekent een betere koeling. Ik monteer een verwarmingselement op de basis en meet de temperatuurstijging bij constante belasting op de omgevingstemperatuur. Ik pas het ontwerp aan tot Rth voldoet aan de specificaties.

Hier is een uitsplitsing:

Door elk onderdeel te optimaliseren, breng ik de prestaties van het koellichaam in overeenstemming met de thermische belasting. Dit proces vermindert hotspot en verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem.

Welke industrieën gebruiken vaak geëxtrudeerde aluminium koelprofielen?

Ik zie koelprofielen in elektronica, verlichting, voeding, auto's en telecom. Ze hebben allemaal unieke behoeften, maar ze gebruiken allemaal extrusie.

Belangrijke industrieën zijn LED-verlichting, vermogenselektronica, computers, auto's en telecom.

Duik dieper

In LED verlichting zijn geëxtrudeerde koellichamen overal. Krachtige LED's hebben efficiënte koeling nodig om helderheid en levensduur te behouden. We gebruiken vaak rechte of uitlopende extrusies om te integreren met reflectorbehuizingen.

Vermogenselektronica, zoals omvormers en converters, vertrouwt op geëxtrudeerde koellichamen voor MOSFET's en IGBT's. Deze hebben vinnen of penstructuren nodig voor geforceerde lucht of natuurlijke convectie. Deze hebben vinnen of pinstructuren nodig voor geforceerde lucht of natuurlijke convectie. We integreren montagesleuven en afvoergaten voor eenvoudige montage op de printplaat en voor een goede luchtstroom.

In computers maken desktop-CPU's, GPU's en servermodules gebruik van geëxtrudeerde koellichamen met heat pipes. Het profiel van het koellichaam bevat uitsparingen en basiskenmerken voor de warmtebuizen en ventilatoren. Met extrusie kunnen meerdere onderdelen in één blok worden gefreesd.

Automobielsystemen gebruiken geëxtrudeerde koellichamen in LED-koplampen, voedingsmodules, batterijsystemen en omvormers. Deze moeten bestand zijn tegen trillingen en temperatuurschokken. We gebruiken 6063 met harde anodisatie voor duurzaamheid.

Telecomapparatuur, zoals 5G-radio's en basisstations, maken gebruik van geëxtrudeerde koellichamen voor RF-vermogensmodules. Deze maken vaak gebruik van pin-fin extrusie voor een multidirectionele luchtstroom in buitenkasten.

Andere toepassingen zijn industriële aandrijvingen, laserapparatuur, medische apparatuur en EV-laadstations. Bij elke toepassing blijft het koellichaam een belangrijk onderdeel van het thermische ontwerp.

Dit zijn de belangrijkste industrieën:

Geëxtrudeerde koelprofielen zijn efficiënt te produceren en aan te passen aan deze gebieden. Ontwerpkeuzes zijn afhankelijk van de beschikbare luchtstroom, thermische belasting en assemblagemethoden.

Conclusie

We hebben besproken waarom aluminium ideaal is, hoe profielen de koeling verbeteren, hoe we de geleiding optimaliseren en wie geëxtrudeerde koelprofielen gebruikt. Dit geeft je een volledig beeld van extrusie in thermisch ontwerp.

Als je hulp nodig hebt bij het ontwerp van een koelprofiel, profielkeuze of productie, kan ik je bij elke stap helpen.