Екструзія алюмінію в радіаторах?

Я знаю, що важко знайти чітку інформацію про використання алюмінієвих екструзій для радіаторів. Вам потрібен посібник, який пояснить, чому, як і де вони використовуються.

Ви дізнаєтеся, чому алюміній є ідеальним, як профілі покращують охолодження і хто їх використовує.

Дозвольте мені провести вас від базових понять до реального використання.

Чому алюмінієві екструзії ідеально підходять для виготовлення радіаторів?

Я починаю з вибору матеріалу та процесу екструзії. Алюміній має невелику вагу, хорошу теплопровідність і гнучкість конструкції.

Алюмінієві екструзії поєднують в собі вартість, теплові характеристики та індивідуальність форми для радіаторів.

Пірнайте глибше

Алюміній широко використовується в радіаторах, оскільки він має високу теплопровідність. Поширені сплави, такі як 6063-T5 або 6061-T6, мають коефіцієнт теплопровідності 150-205 Вт/м-К. Це означає, що тепло швидко рухається від основи до ребер.

Процес екструзії додає переваг у дизайні. Ми можемо створювати ребра, вирізи для теплових труб і канали за один прохід. Це знижує вартість обробки та підвищує продуктивність.

Крім того, алюміній легкий. Радіатор з екструдованого сплаву 6063 важить менше, ніж зі сталі або міді. Це полегшує монтаж системи та знижує витрати на доставку.

Екструдовані форми повторювані. Ви отримуєте ідентичні деталі під час кожного прогону. Це має вирішальне значення для теплових характеристик серійної продукції.

Нарешті, алюмінієві екструзії придатні для вторинної переробки. Відпрацьовані деталі можна використовувати повторно з низькими енергетичними витратами. Це підтримує екологічний дизайн.

Ось короткий підсумок:

Екструзія алюмінію робить радіатори доступними, ефективними та екологічними.

Які екструзійні профілі максимізують ефективність тепловідводу?

Я обираю профілі, які збільшують площу поверхні та потік повітря. Найпоширеніші форми - прямі ребра, розкльошені ребра, штифтові ребра та ребра з високим співвідношенням сторін.

Профілі з вузькими, високими ребрами і відкритими каналами максимізують тепловіддачу.

Пірнайте глибше

Мета профілю радіатора - отримати більшу площу поверхні та хороший потік повітря. Це означає багато ребер, тонкі стінки, високі конструкції та простір між ребрами.

Прямореберні екструзії є базовими. Вони мають багато паралельних ребер і відкритих каналів. Їх легко екструдувати і монтувати.

У профілях зі штифтами замість листів використовуються стовпчики. Штифти забезпечують потік повітря в усіх напрямках. Вони чудово підходять для турбулентного охолодження або примусової вентиляції.

Профілі з високим співвідношенням сторін мають високі, тонкі ребра. Вони забезпечують більшу площу при меншій ширині основи. Обмеженням є провисання або поломка ребер під час виробництва. Типові стінки мають товщину 0,8-1,5 мм, а ребра - до 30 мм заввишки.

Розкльошені профілі ребер мають ширшу верхню частину ребра або кутову сторону. Це збільшує площу і спрямовує повітря для кращої ефективності охолодження.

Гібридні секційні екструдери поєднують в одному профілі плоску основу, штифтові ребра, прямі ребра та вирізи для теплових труб. Це забезпечує компактне, високоефективне охолодження.

Ось таблиця найпоширеніших профілів:

При проектуванні профілю також використовується CFD-моделювання. Я перевіряю швидкість повітря, турбулентність і розподіл температури. Потім регулюю відстань між ребрами та їхню товщину, щоб збалансувати повітряний потік і площу.

Екструдовані профілі також дозволяють додавати монтажні ніжки, головки гвинтів або зазори для теплових труб. Це спрощує монтаж і покращує тепловий контакт.

Ці оптимізовані профілі забезпечують кращу продуктивність у світлодіодному освітленні, перетворенні енергії та обчислювальних системах.

Як оптимізується теплопровідність в алюмінієвих радіаторах?

Я зосереджуюсь на сплавах, структурі зерна, поверхні та управлінні інтерфейсом. Кожен фактор покращує теплопередачу.

Оптимізація передбачає вибір правильного сплаву, контроль мікроструктури, фінішної обробки поверхонь і тісний контакт з джерелами тепла.

Пірнайте глибше

По-перше, вибір сплаву має значення. 6063?T5 є поширеним для екструзії. Він має хорошу провідність, формуваність і вартість. 6061?T6 має трохи вищу міцність, але нижчу провідність. Для найвищих теплових потреб використовується чистий алюміній 1070 або 1350; вони досягають ~230 Вт/м-К, але вони м'якші і важче піддаються екструзії.

Далі, структура зерна впливає на тепловий потік. Ми використовуємо правильні температури екструзії та швидкості охолодження. Відпал може покращити структуру зерна і дещо поліпшити провідність. Ми керуємо охолодженням після екструзії, щоб уникнути внутрішніх напружень, які блокують тепло.

Обробка поверхні також має значення. Анодування утворює оксид, який має низьку провідність. Якщо потрібен тепловий контакт, ми залишаємо внутрішні ребра голими або використовуємо тонкі, контрольовані шари оксиду. Крім того, ми використовуємо чорне анодування для радіаційного охолодження, оскільки чорний колір добре випромінює тепло.

Ми також забезпечуємо щільний контакт між основою радіатора і контактними компонентами. Ми додаємо контроль площинності (0,05 мм площинність основи). Ми використовуємо фазообертаючі прокладки або термопасту між MOSFET або процесором і радіатором. Це заповнює зазори і покращує провідність.

Для прототипів я тестую тепловий опір Rth, який вимірюється в К/Вт. Чим менший Rth, тим краще охолодження. Я встановлюю нагрівач на основу і вимірюю підвищення температури при постійному навантаженні при температурі навколишнього середовища. Я коригую конструкцію, поки Rth не буде відповідати специфікації.

Ось розбивка:

Оптимізуючи кожну деталь, я приводжу продуктивність радіатора у відповідність до теплового навантаження. Цей процес зменшує кількість гарячих точок і підвищує надійність системи.

У яких галузях промисловості найчастіше використовуються алюмінієві екструдовані радіатори?

Я бачу радіатори в електроніці, освітленні, енергетиці, автомобілебудуванні та телекомунікаціях. Кожна з них має унікальні потреби, але всі використовують екструзію.

Основні галузі включають світлодіодне освітлення, силову електроніку, обчислювальну техніку, автомобілебудування та телекомунікації.

Пірнайте глибше

У світлодіодному освітленні екструдовані радіатори використовуються повсюдно. Потужні світлодіоди потребують ефективного охолодження для підтримки яскравості та терміну служби. Ми часто використовуємо екструзії з прямими ребрами або розвальцьованими ребрами для інтеграції з корпусами рефлекторів.

Силова електроніка, як-от інвертори та перетворювачі, покладається на екструдовані радіатори для MOSFET і IGBT. Вони потребують ребер або штирьових конструкцій для примусової повітряної або природної конвекції. Ми інтегруємо монтажні прорізи та дренажні отвори для легкого монтажу плат і забезпечення повітряного потоку.

В обчислювальній техніці для настільних процесорів, графічних процесорів і серверних модулів використовуються екструдовані радіатори з тепловими трубками. Профіль радіатора має вирізи та базові елементи для кріплення теплових трубок і вентиляторів. Екструзія дозволяє фрезерувати кілька деталей в одному блоці.

Автомобільні системи використовують екструдовані радіатори в світлодіодних фарах, силових модулях, акумуляторних батареях та інверторах. Вони повинні витримувати вібрацію та температурні перепади. Ми використовуємо сталь 6063 з твердим анодуванням для довговічності.

Телекомунікаційне обладнання, як-от радіостанції та базові станції 5G, використовують екструдовані радіатори для радіочастотних модулів живлення. Вони часто використовують екструзію з штифтовими ребрами для різноспрямованого повітряного потоку в зовнішніх шафах.

Серед інших застосувань - промислові приводи, лазерне обладнання, медичні прилади та зарядні станції для електромобілів. У кожному застосуванні радіатор є ключовим елементом теплового дизайну.

Ось основні галузі:

Екструдовані радіатори ефективно виробляються і адаптуються до цих сфер. Вибір конструкції залежить від доступності повітряного потоку, теплового навантаження та методів монтажу.

Висновок

Ми розповіли, чому алюміній є ідеальним матеріалом, як профілі покращують охолодження, як ми оптимізуємо провідність і хто використовує екструдовані радіатори. Це дає вам повне уявлення про екструзію в тепловому дизайні.

Якщо вам потрібна допомога з дизайном радіатора, вибором профілю або виробництвом, я можу допомогти вам на кожному кроці.