Алюминиевая экструзия используется в радиаторах?

Я знаю, что трудно найти четкую информацию об использовании алюминиевых экструзий для радиаторов. Вам нужно руководство, в котором рассказывается, почему, как и где они используются.

Вы узнаете, почему алюминий является идеальным вариантом, как профили улучшают охлаждение и кто их использует.

Позвольте мне провести вас от базовых понятий к реальному применению.

Почему алюминиевые экструзии идеально подходят для теплоотводов?

Я начну с выбора материала и процесса экструзии. Алюминий обеспечивает легкий вес, хорошую теплопроводность и гибкость конструкции.

Алюминиевые экструзии сочетают в себе стоимость, тепловые характеристики и возможность настройки формы радиаторов.

Погрузитесь глубже

Алюминий широко используется в радиаторах, поскольку обладает высокой теплопроводностью. Обычные сплавы, такие как 6063-T5 или 6061-T6, дают 150-205 Вт/м-К. Это означает, что тепло быстро перемещается от основания к ребрам.

Процесс экструзии дает дополнительные преимущества при проектировании. Мы можем создавать ребра, вырезы для тепловых трубок и каналы за один проход. Это снижает стоимость обработки и повышает производительность.

Кроме того, алюминий легкий. Радиатор из экструдированного 6063 весит меньше, чем радиатор из стали или меди. Это облегчает монтаж систем и снижает стоимость доставки.

Экструдированные формы повторяемы. Вы получаете идентичные детали при каждом запуске. Это имеет решающее значение для тепловых характеристик партии.

Наконец, алюминиевые экструзии пригодны для вторичной переработки. Отслужившие свой срок детали могут быть использованы повторно с минимальными затратами энергии. Это способствует экологичности конструкции.

Вот краткое содержание:

Экструзия алюминия делает радиаторы доступными, эффективными и экологичными.

Какие профили экструзии обеспечивают максимальную производительность радиатора?

Я выбираю профили, которые увеличивают площадь поверхности и воздушный поток. Обычные формы - прямые ребра, развальцованные ребра, штыревые ребра и ребра с высоким отношением сторон.

Профили с узкими, высокими ребрами и открытыми каналами обеспечивают максимальный отвод тепла.

Погрузитесь глубже

Цель профиля радиатора - увеличить площадь поверхности и обеспечить хороший поток воздуха. Это означает большое количество ребер, тонкие стенки, высокие конструкции и пространство между ребрами.

Экструзии с прямыми плавниками являются базовыми. Они имеют множество параллельных ребер и открытых каналов. Их легко выдавливать и монтировать.

В профилях со штырями вместо листов используются колонны. Штыри создают воздушный поток во всех направлениях. Они отлично подходят для турбулентного охлаждения или установок с принудительным обдувом.

Профили с высоким аспектным отношением имеют высокие и тонкие ребра. Они обеспечивают большую площадь при меньшей ширине основания. Ограничением является провисание или поломка ребер в процессе производства. Обычно толщина стенок составляет 0,8-1,5 мм, а высота ребер - до 30 мм.

Профили с развальцованными ребрами имеют более широкую верхнюю или угловую сторону. Это увеличивает площадь и направляет воздух для повышения эффективности охлаждения.

Экструзии гибридного сечения сочетают в одном профиле плоское основание, штыревые ребра, прямые ребра и вырезы для тепловых трубок. Это обеспечивает компактное и высокопроизводительное охлаждение.

Вот таблица распространенных профилей:

При проектировании профиля также используется CFD-моделирование. Я проверяю скорость воздушного потока, турбулентность и распределение температуры. Затем я настраиваю расстояние между ребрами и их толщину, чтобы сбалансировать воздушный поток и площадь.

Экструдированные профили также позволяют добавлять монтажные ножки, винтовые втулки или зазоры для тепловых трубок. Это упрощает сборку и улучшает тепловой контакт.

Эти оптимизированные профили позволяют повысить производительность светодиодного освещения, преобразования энергии и вычислительных систем.

Как оптимизировать теплопроводность алюминиевых радиаторов?

Я уделяю особое внимание легированию, структуре зерна, поверхности и управлению интерфейсом. Каждый фактор повышает теплопередачу.

Оптимизация включает в себя выбор подходящего сплава, контроль микроструктуры, обработку поверхностей и тесный контакт с источниками тепла.

Погрузитесь глубже

Во-первых, выбор сплава имеет значение. Для экструзии обычно используется сплав 6063?T5. Он обладает хорошей проводимостью, формуемостью и стоимостью. У 6061?T6 немного выше прочность, но ниже проводимость. Для высоких тепловых требований используется чистый алюминий 1070 или 1350; его теплопроводность достигает ~230 Вт/м-К, но он мягче и труднее поддается экструзии.

Далее, структура зерна влияет на тепловой поток. Мы используем правильные температуры экструзии и скорости охлаждения. Отжиг может уточнить структуру зерна и немного улучшить проводимость. Мы управляем охлаждением после экструзии, чтобы избежать внутренних напряжений, которые блокируют тепло.

Отделка поверхности также имеет значение. Анодирование образует оксид, который обладает низкой проводимостью. Если необходим тепловой контакт, мы оставляем внутренние ребра голыми или используем тонкие, контролируемые слои оксида. В качестве альтернативы мы используем черное анодирование для радиационного охлаждения, поскольку черный цвет хорошо пропускает тепло.

Мы также обеспечиваем плотный контакт между основанием радиатора и контактными компонентами. Мы добавляем контроль плоскостности (плоскостность основания 0,05 мм). Мы используем фазообменные прокладки или термопасту между MOSFET или CPU и радиатором. Это заполняет зазоры и улучшает проводимость.

Для прототипов я проверяю тепловое сопротивление Rth, измеряемое в К/Вт. Более низкое Rth означает лучшее охлаждение. Я устанавливаю нагреватель на основание и измеряю повышение температуры при постоянной нагрузке при температуре окружающей среды. Я корректирую конструкцию до тех пор, пока Rth не будет соответствовать спецификации.

Вот краткое описание:

Оптимизируя каждую деталь, я привожу производительность радиатора в соответствие с тепловой нагрузкой. Этот процесс уменьшает количество горячих точек и повышает надежность системы.

В каких отраслях чаще всего используются алюминиевые экструдированные радиаторы?

Я вижу радиаторы в электронике, освещении, электропитании, автомобилях и телекоммуникациях. У каждого из них свои уникальные потребности, но все они используют экструзию.

Основные отрасли промышленности включают светодиодное освещение, силовую электронику, вычислительную технику, автомобилестроение и телекоммуникации.

Погрузитесь глубже

В светодиодном освещении экструдированные радиаторы встречаются повсеместно. Мощные светодиоды нуждаются в эффективном охлаждении для поддержания яркости и срока службы. Для интеграции в корпуса отражателей мы часто используем прямые или развальцованные экструзии.

Силовая электроника, например инверторы и преобразователи, использует экструдированные радиаторы для МОП- и IGBT-транзисторов. Они нуждаются в ребрах или штыревых структурах для принудительной или естественной конвекции воздуха. Мы интегрируем монтажные пазы и дренажные отверстия для удобства монтажа на плату и обеспечения воздушного потока.

В вычислительной технике в настольных процессорах, графических процессорах и серверных модулях используются экструдированные радиаторы с тепловыми трубками. Профиль радиатора включает вырезы и базовые элементы для крепления тепловых трубок и вентиляторов. Экструзия позволяет фрезеровать несколько деталей в одном блоке.

В автомобильных системах экструдированные радиаторы используются в светодиодных фарах, силовых модулях, аккумуляторных системах и инверторах. Они должны выдерживать вибрации и температурные удары. Мы используем сталь 6063 с твердым анодированием для обеспечения долговечности.

В телекоммуникационном оборудовании, таком как радиостанции и базовые станции 5G, используются экструдированные радиаторы для модулей радиочастотной мощности. В них часто используется экструзия со штифтовым соединением для обеспечения разнонаправленного воздушного потока в шкафах, устанавливаемых вне помещений.

Другие области применения включают промышленные приводы, лазерное оборудование, медицинские приборы и зарядные станции для электромобилей. В каждом случае радиатор является ключевой частью теплового дизайна.

Вот основные отрасли промышленности:

Экструдированные радиаторы эффективны в производстве и адаптированы к этим областям. Выбор конструкции зависит от наличия воздушного потока, тепловой нагрузки и методов сборки.

Заключение

Мы рассказали о том, почему алюминий - идеальный вариант, как профили усиливают охлаждение, как мы оптимизируем проводимость и кто использует экструдированные радиаторы. Таким образом, вы получите полное представление об экструзии в тепловом дизайне.

Если вам нужна помощь в разработке радиатора, выборе профиля или производстве, я помогу вам на каждом шагу.