Почему популярны радиаторы из экструдированного алюминия?

Независимо от того, охлаждаете ли вы процессоры, силовую электронику или светодиодные модули, радиаторы необходимы для предотвращения перегрева. Экструдированные алюминиевые радиаторы - самый распространенный выбор, используемый в устройствах от компьютеров до промышленных приводов.

Экструдированные алюминиевые радиаторы пользуются популярностью, поскольку экструзия обеспечивает экономичное производство, тепловые характеристики и гибкость конструкции.

Я расскажу, почему этот процесс работает так хорошо, как теплопроводность определяет форму, какие нестандартные геометрии возможны и где они чаще всего используются.

Почему экструзия идеально подходит для радиаторов?

Экструзия - это ключ к производству экономичных и эффективных профилей радиаторов в больших объемах.

Экструзия алюминия позволяет получать сложные сечения, малые расстояния между ребрами и недорогую оснастку - все это очень важно для радиаторов.

Основные преимущества экструзии

Когда я разрабатывал систему охлаждения для промышленного маршрутизатора, экструзия позволила сделать тысячи ребер в тонком профиле - что невозможно при механической обработке или литье по такой стоимости.

Как теплопроводность влияет на дизайн?

Теплопроводность материала показывает, насколько хорошо он распределяет тепло, что имеет решающее значение для эффективности радиатора.

Высокая теплопроводность алюминия (~205 Вт/м-К) делает его хорошим балансом между производительностью, весом и технологичностью.

Сравнение материалов

Медь проводит тепло почти в два раза лучше, но стоит дороже и тяжелее. Алюминий отличается простотой, хорошей проводимостью и возможностью экструзии.

Влияние на дизайн

• Количество плавников и расстояние между ними: Близко расположенные ребра увеличивают площадь поверхности. Но расстояние между ними должно обеспечивать баланс между воздушным потоком и тепловым сопротивлением.
• Толщина основания: Более толстые основания снижают термостойкость, но увеличивают вес.
• Высота плавника: Более высокие ребра улучшают теплопередачу, но могут покоситься или погнуться.
• Ориентация: Вертикальные ребра поддерживают естественную конвекцию; горизонтальные ребра могут потребовать активного охлаждения.

В моей работе над светодиодными матрицами экструдированные радиаторы с плотными вертикальными ребрами позволяют светодиодам работать на 30 °C холоднее при той же мощности.

Какие нестандартные формы возможны?

Экструзия позволяет формировать не только прямоугольные ребра, но и практически бесконечные вариации поперечного сечения.

Практически любое двумерное сечение с разумной сложностью может быть экструдировано: разъемные ребра, L-образные кронштейны, тепловые трубки, зажимы, многочисленные каналы и точки крепления.

Примеры фигур

1. Массивы прямых плавников - классические параллельные плавники
2. Штыревые ребра - экструдированные штифты или круглые стойки
3. Гребенчатые или лестничные профили - для конкретной площади или воздушного потока
4. Встроенные монтажные фланцы - отверстия под болты и винты встроены
5. Раздельные каналы тепловых труб - непосредственно интегрировать поверхности труб
6. Гибридные профили - сочетайте плавники с деталями шасси или элементами кронштейна

Добавление небольших выступов, каналов и крепежных элементов в одну экструдированную деталь исключает необходимость дополнительной обработки и сборки.

В одном случае я добавил встроенные монтажные выступы в радиаторы для силовых модулей, что позволило сэкономить 15% стоимость и время сборки по сравнению с последующим добавлением кронштейнов.

В каких отраслях они используются чаще всего?

Радиаторы из экструдированного алюминия встречаются повсюду - от компьютеров до солнечных батарей.

Они находят широкое применение в электронике, светодиодном освещении, преобразовании энергии, автомобильной промышленности, телекоммуникациях и промышленном оборудовании.

Типичные промышленные применения

В области электроники для солнечных батарей мы разработали профиль радиатора, который оборачивается вокруг шасси, объединяя радиатор и корпус в одну экструдированную деталь. Это сократило время сборки и улучшило эффективность охлаждения.

?? Погрузитесь глубже: как форма влияет на охлаждение

1. Количество отверстий на дюйм (FPI)

   • Более высокий FPI = большая площадь поверхности = лучший отвод тепла
   • Но слишком большое количество ребер ограничивает воздушный поток и может привести к образованию горячих точек

2. Толщина плавника

   • Более толстые ребра лучше распределяют тепло, но весят больше

3. Соотношение базы и плавников

   • Идеальный баланс обеспечивает равномерное распределение тепла и достаточную площадь поверхности.

4. Направление воздушного потока

   • Естественная конвекция и принудительный воздух (вентиляторы) влияют на расстояние между ребрами и их высоту

5. Расстояния и каналы воздушного потока

   • Профили могут включать внутренние каналы или гребенчатую компоновку для направления воздуха

Используя CFD-анализ, я оптимизировал экструдированный профиль таким образом, чтобы температура светодиодных ребер, охлаждаемых вентилятором, оставалась в пределах 3 °C от базовой температуры при мощности 100 Вт.

Проведите викторину

Заключение

• Экструзия - идеальный вариант для радиаторов: они отличаются сложностью, площадью поверхности и экономичностью.
• Теплопроводность алюминия В этом автомобиле оптимально сочетаются производительность и практичность.
• Пользовательские профили решать реальные инженерные задачи и сокращать количество деталей.
• Промышленность от электроники до энергетики ежедневно полагаются на радиаторы из экструдированного алюминия.

Если вам нужна помощь в оптимизации конструкции профиля, выборе сплавов или проверке тепловых характеристик, просто дайте мне знать!