Чому екструдований алюмінієвий радіатор популярний?

Незалежно від того, чи охолоджуєте ви процесори, силову електроніку або світлодіодні модулі, радіатори необхідні для запобігання перегріву. Екструдовані алюмінієві радіатори - найпоширеніший вибір, який використовується в пристроях від комп'ютерів до промислових приводів.

Екструдовані алюмінієві радіатори популярні, оскільки екструзія забезпечує економічно ефективне виробництво, теплові характеристики та гнучкий дизайн.

Я поясню, чому цей процес працює так добре - як теплопровідність керує формою, які можливі нестандартні геометрії і де вони найчастіше використовуються.

Чому екструзія ідеально підходить для радіаторів?

Екструзія - це ключ до виробництва економічних, ефективних профілів радіаторів у великих обсягах.

Екструзія алюмінію дозволяє виготовляти складні перерізи, близькі відстані між ребрами та недорогі інструменти, що є критично важливими для радіаторів.

Ключові переваги екструзії

Коли я розробляв систему охолодження для промислового фрезера, екструзія дозволила отримати тисячі ребер у тонкому профілі - щось неможливе при механічній обробці або литті за таку ціну.

Як теплопровідність впливає на дизайн?

Теплопровідність матеріалу показує, наскільки добре він розподіляє тепло, що має вирішальне значення для ефективності радіатора.

Висока теплопровідність алюмінію (~205 Вт/м-К) робить його хорошим балансом між продуктивністю, вагою і технологічністю.

Порівняння матеріалів

Мідь проводить тепло майже вдвічі краще, але коштує дорожче і є важчою. Алюміній пропонує простоту, хорошу провідність і можливість екструзії.

Вплив на дизайн

• Кількість плавників і відстань між ними: Зближені ребра збільшують площу поверхні. Але відстань між ними повинна збалансувати потік повітря і тепловий опір.
• Товщина основи: Товстіші основи знижують тепловий опір, але збільшують вагу.
• Висота плавника: Високі плавники покращують теплообмін, але можуть розгойдуватися або згинатися.
• Орієнтація: Вертикальні ребра підтримують природну конвекцію; горизонтальні ребра можуть потребувати активного охолодження.

У моїй роботі над світлодіодними матрицями екструдовані радіатори з щільними вертикальними ребрами дозволяють світлодіодам працювати на 30°C холодніше при тій самій потужності.

Які нестандартні форми можливі?

Екструзія дозволяє формувати не лише прямокутні ребра - вона дає змогу створювати майже нескінченні варіації поперечного перерізу.

Можна екструдувати практично будь-який 2D переріз розумної складності: розщеплені ребра, L-подібні кронштейни, теплові труби, кліпси, кілька каналів і точок кріплення.

Приклади форм

1. Прямі масиви ребер - класичні паралельні ребра
2. Штифтові плавники - екструдовані штифти або круглі штифти
3. Гребінчасті або сходові профілі - для конкретної площі або повітряного потоку
4. Вбудовані монтажні фланці - вбудовані отвори для болтів і гвинтів
5. Розділені канали для теплових труб - інтегрувати поверхні труб безпосередньо
6. Гібридні профілі - поєднувати ребра з частинами шасі або елементами кронштейнів

Додавання невеликих бобишок, каналів і кріпильних елементів в одну екструдовану деталь виключає вторинну механічну обробку і збірку.

В одному випадку я додав вбудовані монтажні вкладки до радіаторів для силових модулів, що дозволило заощадити вартість 15% і час складання порівняно з додаванням кронштейнів пізніше.

Які галузі використовують їх найбільше?

Екструдовані алюмінієві радіатори є скрізь - від комп'ютерів до сонячних панелей.

Вони широко використовуються в електроніці, світлодіодному освітленні, перетворенні енергії, автомобільній, телекомунікаційній та промисловій техніці.

Типові галузеві застосування

У галузі електроніки для сонячної енергетики ми розробили профіль радіатора, який обертається навколо шасі, поєднуючи радіатор і корпус в одній екструдованій деталі. Це скоротило час збирання та покращило ефективність охолодження.

?? Пірнайте глибше: як форма впливає на охолодження

1. Кількість ребер на дюйм (FPI)

   • Вищий FPI = більша площа поверхні = краще відведення тепла
   • Але занадто велика кількість ребер обмежує потік повітря і може призвести до утворення гарячих точок

2. Товщина плавника

   • Товстіші плавники краще розсіюють тепло, але важать більше

3. Співвідношення бази до фіналів

   • Ідеальний баланс підтримує базовий розподіл тепла, забезпечуючи при цьому достатню площу поверхні

4. Орієнтація повітряного потоку

   • Природна конвекція та примусове повітря (вентилятори) впливають на відстань між ребрами та висоту

5. Відстань та канали повітряного потоку

   • Профілі можуть мати внутрішні канали або гребінчасту конструкцію для спрямування повітря

Використовуючи CFD-аналіз, я оптимізував екструдований профіль таким чином, щоб ребра світлодіода, що охолоджується вентилятором, не перевищували 3°C від базової температури при потужності 100 Вт.

Перевірте себе

Висновок

• Екструзія - ідеальний варіант для радіаторів: він пропонує складність, площу поверхні та економічність.
• Теплопровідність алюмінію знаходить золоту середину між продуктивністю та практичністю.
• Користувацькі профілі вирішувати реальні інженерні задачі та зменшувати кількість деталей.
• Галузі від електроніки до енергетики щодня покладатися на екструдовані алюмінієві радіатори.

Якщо вам потрібна допомога в оптимізації дизайну профілю, виборі сплавів або перевірці теплових характеристик, просто дайте мені знати!