Що таке радіатори і як вони виготовляються?

Я знаю, що розібратися в радіаторах та їх виробництві досить складно. Вам потрібна чітка, покрокова інструкція.

Тепловідвід - це пристрій, який відводить тепло від електроніки і передає його повітрю. Їх виготовляють екструзією, механічною обробкою з ЧПУ, литтям під тиском або приклеюванням ребер до основи.

Дозвольте мені показати вам, що вони роблять, як їх виготовляють і як їх вибрати.

Які основні функції виконує радіатор?

Я почну з того, чому радіатори важливі: вони контролюють температуру, захищають компоненти та підтримують продуктивність.

Тепловідводи поглинають тепло від електроніки і віддають його в повітря, зберігаючи компоненти прохолодними і надійними.

Пірнайте глибше

Під час роботи електроніка виділяє тепло. Якщо не відводити це тепло, воно може спричинити пошкодження або скоротити термін служби. Тепловідводи - це теплопровідники, які відводять тепло від чутливих частин.

Основні функції включають в себе:

1. Поглинання тепла
   Основа контактує з пристроєм і поглинає тепло.
2. Поширення тепла
   Матеріал переміщує тепло через основу до ребер.
3. Виділення тепла
   Ребра збільшують площу поверхні, щоб повітря могло розсіювати тепло.
4. Посилення конвекції
   Повітряний потік над ребрами (природний або примусовий) відводить тепло.

Ефективна конструкція радіатора забезпечує баланс між тепловою ефективністю та розміром.

У багатьох додатках використовуються вентилятори, теплові трубки або термоінтерфейсні прокладки. У світлодіодних лампах, процесорах, силових пристроях і автомобільних модулях тепловідводи мають вирішальне значення для охолодження і надійності.

З яких матеріалів виготовляють радіатори?

Я порівнюю такі матеріали, як алюміній і мідь, і пояснюю, чому часто обирають сплави.

Більшість радіаторів використовують алюміній або мідь, які обирають за теплопровідністю, вагою та вартістю.

Пірнайте глибше

• Алюмінієві сплави (6063-Т5, 6061-Т6)
  Провідність: 150-205 Вт/м-К. Легко піддається екструзії, легкий, економічно вигідний. Поширений для загальних потреб охолодження.

• Мідь (C11000, C12200)
  Провідність: ~400 Вт/м-К. Відмінне охолодження, важчий і дорожчий. Використовується там, де продуктивність має вирішальне значення.

• Алюмінієво-мідні гібриди
  Поєднайте мідну основу з алюмінієвими ребрами, щоб збалансувати вартість і продуктивність.

• Інші метали (сталь, магній)
  Рідко використовується через низьку провідність або високу вартість.

Вибір матеріалу впливає на спосіб виробництва, вагу, вартість і теплові характеристики. Алюміній найбільш популярний завдяки своїм збалансованим характеристикам.

Якими методами виробляються радіатори?

Я розповідаю про екструзію, обробку з ЧПУ, лиття під тиском, штампування, сківінг, склеєні ребра та теплові труби.

Методи включають екструзію, механічну обробку, штампування, висікання, лиття під тиском і склеювання ребер.

Пірнайте глибше

1. Екструзія

Алюмінієві заготовки нагрівають і проштовхують через матрицю, щоб сформувати ребра. Це дає постійний поперечний переріз. Добре підходить для простих довгих радіаторів.

2. Обробка з ЧПУ

Радіатори виготовляються з суцільних заготовок. Забезпечує нестандартні форми, вирізи та деталі ребер. Точніше, але дорожче за деталь.

3. Лиття під тиском

Розплавлений метал впорскується у форми для формування складних форм. Добре підходить для великих обсягів і складних форм. Обробка поверхні може потребувати покращення.

4. Штампування та формування

Тонкі металеві листи штампуються, рельєфуються і формуються в стопки ребер. Недорогий варіант для простих низькопрофільних мийок.

5. Скікинг

Ребра нарізаються безпосередньо з цільного блоку і загинаються догори. Пропонує тонкі ребра і високу продуктивність, але знос інструменту високий.

6. Приклеєні або припаяні ребра

Окремі ребра прикріплені до базової пластини. Спеціальна відстань між ребрами для щільного прилягання радіатора. Трудомісткий і добре підходить для прототипів.

7. Інтеграція теплових труб

Металеві трубки проводять тепло до віддалених ребер. Використовуються в процесорах або кулерах для ноутбуків. Зазвичай поєднується з іншими методами.

Ось таблиця:

Матеріали та метод поєднуються, визначаючи ціну, продуктивність та зовнішній вигляд.

Як вибрати правильний дизайн радіатора?

Я допоможу вам у виборі геометрії, матеріалу, потоку повітря та балансу витрат.

Вибирайте радіатор, виходячи з теплового навантаження пристрою, повітряного потоку, геометрії, матеріалу та вартості.

Пірнайте глибше

1. Визначте теплові потреби
   Визначте потужність (Вт), максимальну температуру пристрою та температуру навколишнього середовища. Використовуйте тепловий опір (Rth = ΔT / Потужність) для визначення розміру ребер.

2. Виберіть матеріал
   Алюміній для легкого/достатнього охолодження; мідь або гібриди для більш високих теплових потреб.

3. Виберіть геометрію плавника
   Природна конвекція: менше широких ребер. Примусовий потік повітря: високі, щільні ребра. Для компактних конструкцій підійдуть ребра зі штифтами.

4. Виберіть спосіб виробництва
   Екструзія для прямих ребер, ЧПУ для нестандартних форм, лиття під тиском для об'ємних форм.

5. Враховуйте напрямок повітряного потоку
   Вирівняйте ребра за напрямком повітряного потоку. Вертикальні ребра для вертикального потоку повітря, штифтові ребра для різноспрямованого потоку.

6. Вага та кріплення
   Збалансуйте вагу та міцність. ЧПК або гібридні конструкції можуть мати легку, але жорстку конструкцію.

7. Прототип і тест
   CFD-моделі або прототипування підтверджують продуктивність. Використовуйте термокамери для тестування в реальних умовах.

8. Вартість та обсяг
   Великосерійні = лиття під тиском або екструзія. Малосерійні або індивідуальні = ЧПУ або склеєні ребра.

Ось короткий підсумок:

Виберіть конструкцію, яка відповідає тепловим потребам, розміру та потоку повітря, а також не виходить за рамки бюджету. Тестування гарантує, що вона працює за призначенням.

Висновок

Тепловідводи - це ключ до охолодження електроніки, вони відводять тепло за допомогою ребер і повітряного потоку. Виготовлені з алюмінію або міді за допомогою таких методів, як екструзія, ЧПУ або висікання, вони бувають різних форм. Правильний вибір конструкції залежить від споживаної потужності, повітряного потоку, матеріалу, розміру та вартості. Ретельний розрахунок і тестування призводять до надійних теплових рішень.

Якщо вам потрібна допомога у визначенні теплових характеристик, виборі матеріалів або оцінці методів виробництва, я можу провести вас від концепції до виробництва.