Skiving Heat Sink-technologie, voordelen en toepassing

Door de voortdurende ontwikkeling van technologie en veranderingen op de toepassingsmarkt heeft de bewerkings- en vormmethode van kartels de afgelopen jaren steeds meer aandacht getrokken van professionals uit de industrie. Er is een groot aantal fabrikanten ontstaan ​​die gespecialiseerd zijn in de productie van CNC-vertandingsapparatuur, en eindklanten, vooral voor producten zoals watergekoelde radiatoren, zijn ook begonnen met het op grote schaal toepassen van gekartelde producten.

 

Waarom is een skiving-koellichaam?

1. Met behulp van afschuiningskoellichamen kunnen met een eenvoudig proces tanden met een hoge dichtheid en integrale materiaalvorming worden bereikt.
afschuinende koellichamen gebruiken een enkel blok materiaal (zoals koper of aluminium) en snijden koelvinnen met hoge dichtheid met een speciale kartelmachine met behulp van een zeer nauwkeurig radiatorvertandingsproces. De structuur omvat kartels met hoge dichtheid, vinnen met hoge vinnen en ultralange koelvinnen. Skiving-koellichamen overwinnen de beperkingen van de traditionele dikte-lengteverhoudingen van radiatoren en kunnen radiatoren produceren met tanden met een hoge dichtheid. De vinnen en de basis zijn "integraal". Omdat de basis en vinnen van het afschuinende koellichaam integraal zijn, zonder enige andere thermische weerstand, en vanwege de hoge zuiverheid van het gekartelde materiaal, is de efficiëntie van gekartelde koelvinnen veel hoger dan die van gelaste radiatoren. Ook kan de thermische geleidbaarheid een niveau bereiken dat vergelijkbaar is met dat van profielen.

 

2. Kleine investeringen, lage technische drempel en snelle realisatie van massaproductie.
Het kartelproces is vooral afhankelijk van apparatuur en de apparatuur is momenteel zeer volwassen. Het toevoegen van een kartellijn aan een algemene radiatorverwerkingsfabriek is een eenvoudige taak. Dit heeft geleid tot een scherpe toename van de productiecapaciteit van kartelverwerking binnen de industrie, waarmee wordt voldaan aan de vraag naar het afsnijden van koellichaamproducten in grote hoeveelheden en op verschillende gebieden.

 

 

Afschuining koellichaam Verwerking

Verwijzend naar het bovenstaande diagram is de verwerkingsworkflow voor de productie van koellichamen als volgt:

1. Materiaalkeuze: Meestal gekozen op basis van de vereisten van de radiator, waarbij profielen worden gebruikt om de materiaalefficiëntie te maximaliseren.

 

2. Snijden: Afgestemd op productafmetingen, waarbij één product per matrijs of meerdere producten per matrijs worden gemaakt. Het kan gaan om continue of individuele activiteiten.

 

3. CNC-bewerking: deze stap omvat het wegfrezen van onnodige onderdelen, het frezen van afdichtingsringgroeven en andere relevante processen.

 

 

4. Vertanding met CNC-vertandingsmachine: gebruik maken van een numerieke besturingsvertandingsmachine om vertandingen op het materiaal te creëren.

 

5. Tandwielrollen (of afvlakken): wordt doorgaans uitgevoerd op een tandwielrolmachine.

 

6. Secundaire CNC-bewerking: volgens de vereisten van producttekeningen omvat deze stap het affrezen van tanden vanaf de randen, het boren van gaten in het midden, het creëren van lege ruimtes, tegenoverliggende oppervlakken, het bewerken van schroefdraadgaten en het creëren van opspanposities.

 

7. Oppervlaktebehandeling: Deze stap omvat het toepassen van oppervlaktebehandelingen volgens de productspecificaties.

 

Voordelen van het produceren van koelribben met behulp van het kartelproces

1. Hogere lameldichtheid van het koellichaam (dunnere tanden en kleinere tandafstand):
Gekartelde koelvinvinnen vertonen een hogere lameldichtheid, waardoor het warmtewisselingsoppervlak binnen een beperkt volume toeneemt. In tegenstelling tot de beperkingen van geprofileerde mal- en extrusieprocessen, maakt karteling een aanzienlijk kleinere tanddikte en -afstand mogelijk. Met precisiemachines kunnen tanddiktes en -afstanden zo klein als 0.05 worden bereikt.

 

2. Hogere koelvinvinnen:
De tandhoogte van gekartelde koelribben kan oplopen tot 120 mm, potentieel zelfs hoger volgens de theoretische procesmogelijkheden, en voldoet daarmee volledig aan de productievereisten voor de meeste koellichamen in verschillende toepassingen.

 

3. Dunnere en nauwkeurigere gekartelde vinnen:
Zoals vermeld in het eerste punt, dragen dunnere en kleinere vinnen bij aan een lichtere en efficiëntere radiator.

 

 

4. Geïntegreerde basis en vinnen, geen extra thermische weerstand en betrouwbaardere structuur:
Gekartelde koelvinnen zijn direct op het basismateriaal gekarteld, waardoor 100% van de oorspronkelijke warmteafvoerefficiëntie behouden blijft zonder het risico van losraken of losraken, waardoor de betrouwbaarheid van de werking van de machine wordt vergroot. Lasvinnen kunnen daarentegen last hebben van slechte verbindingen, waardoor de thermische weerstand toeneemt.

 

5. Hoge compatibiliteit van gekartelde koelribben:
Skiving-koellichamen zijn uit één stuk gegoten, wat uitgebreide nabewerkingsmogelijkheden biedt. Ze kunnen worden gecombineerd met processen zoals ingebedde koperen buizen om de prestaties van de warmteafvoer te verbeteren. Of het nu gaat om zacht- of hardsolderen, het kan zich tijdens het productieproces aanpassen aan de overeenkomstige temperatuurstijging.

 

6. Geschikt voor massaproductie:
Met voortdurende verbeteringen in de prestaties van de kartelmachine en de materiaalverfijning is het proces nu geschikt voor productie op grote schaal.

 

7. Materiaalcompatibiliteit:
Gangbare thermisch geleidende materialen zoals koper, aluminium en verschillende legeringen kunnen een kartelbewerking ondergaan. Bovendien zijn er gevallen van massaproductie waarbij gebruik wordt gemaakt van koper-aluminiumcomposietmaterialen.

 

8. Diverse structurele typen:
Naast de standaard enkelzijdige vertanding kunnen kartelprocessen dubbelzijdige vertanding, vierzijdige vertanding op buisvormige structuren, cirkelvormige vertanding en onregelmatige vertanding creëren. De huidige technologie kan voldoen aan de structurele ontwerpvereisten van de meeste koelvinnen.

 

9. Lagere investeringen in matrijzen, waardoor ontwikkelings- en productiekosten worden bespaard:
Door het kartelproces zijn er geen extra vormgereedschappen nodig. Voor producteisen van verschillende afmetingen en structuren zijn alleen materiaal- en vertandingsgereedschapswijzigingen nodig, samen met het opzetten van een nieuw vertandingsprogramma, waardoor de tijd en kosten voor het maken van prototypen aanzienlijk worden verminderd. Dit verlaagt op zijn beurt de productiekosten.

 

Skiving-proces en veel voorkomende toepassingen van skiving-koellichamen

1. Verschillende soorten gekartelde koelribben:
Gekartelde koelvinnen kunnen in veel toepassingen geprofileerde radiatoren, vastgezette radiatoren, radiatoren met gevouwen lamellen, gegoten radiatoren en gesmede radiatoren vervangen.

 

2. Toepassingen voor precisiewarmteafvoer: watergekoelde koppen en microkanaalwarmtewisselaars:
In het huidige landschap worden watergekoelde radiatoren veel gebruikt in producten zoals computer-CPU's, servers en grafische kaarten. Het ontwerp van waterkanalen in watergekoelde koppen is cruciaal voor de efficiëntie van de warmteabsorptie tijdens de werking van het systeem. Voorheen waren complexe mechanische bewerkingen of processen zoals diffusielassen en hardsolderen nodig om waterkanalen te creëren, waardoor het warmteabsorptieoppervlak werd vergroot en de efficiëntie werd verbeterd.

De toepassing van vertanding kan echter een ultradunne tanddikte, een extreem kleine tandafstand en verschillende hoogtes van waterkoelingskanalen opleveren, die voldoen aan de eisen voor warmtewisseling.

 

3. Grootschalige toepassingen voor warmteafvoer:
De huidige uitdagingen op het gebied van warmtebeheer voor datacenters en thermisch beheer in energieopslagsystemen hebben vooral betrekking op de vraag naar grote radiatoren. De introductie van het vertandingsproces komt perfect tegemoet aan de verwerkingsvereisten voor deze grote radiatoren.

 

Veel voorkomende materiaalsoorten voor gekartelde koelribben

1. Koperen koelvinvinnen:
Koperen gekartelde vinnen vertonen een uitstekende thermische geleidbaarheid en in combinatie met de karteltechnologie bereiken ze het maximale warmtedissipatieoppervlak per volume-eenheid. Dit verbetert de algehele warmteafvoerprestaties aanzienlijk. Daarom worden koperen gekartelde koelribben gebruikt in hoogwaardige toepassingen zoals geavanceerde chips, CPU-koeling en servers.

 

 

2. Aluminium koelvinvinnen:
Deze vinnen zijn doorgaans gemaakt van puur aluminium en hebben een hogere thermische geleidbaarheid dan aluminiumlegeringen. Het gebruik van het aluminium radiatorvertandingsproces zorgt ervoor dat de warmteafvoerprestaties stabieler zijn in vergelijking met geëxtrudeerde aluminium koelribben. Aluminium gekartelde koelvinnen worden op grote schaal toegepast in de fotovoltaïsche industrie, elektrische voertuigen, omvormers, LED-verlichting, communicatieproducten en meer.

 

 

3. Koper-aluminium composiet materiaal afschuinende koelvinvinnen:
Dit materiaal integreert de voordelen van gekartelde koperen en aluminium koelvinnen en gebruikt doorgaans koper als basis voor thermische geleidbaarheid, waarbij kartels op het aluminium substraat worden aangebracht. Het productieproces voor dit materiaal omvat continugieten en perstechnologie in halfgesmolten toestand.

 

 

4. Aanpasbare vertandingstypen:
Afhankelijk van de vereisten kunnen gekartelde koelvinnen enkelzijdig, dubbelzijdig of gedeeltelijk gekarteld zijn om aan verschillende behoeften op het gebied van warmteafvoer te voldoen.

 

Overwegingen bij het ontwerpen en implementeren van Skiving-koellichamen

1. Tanddikte en -afstand ontwerpen
Bij het ontwerpen van de tanddikte en -afstand is het van essentieel belang om rekening te houden met algemene factoren zoals het warmtewisselingsoppervlak, de luchtstroomsnelheid en de efficiëntie van de warmtewisseling, in plaats van alleen de dichtheid en tandhoogte na te streven. Ik ben gevallen tegengekomen waarin het product van een klant niet alleen een kleine tandafstand had, maar ook zeer hoge tanden. Zelfs met een krachtige ventilator werd de interne luchtstroom aanzienlijk belemmerd. Dit verbetert niet alleen de efficiëntie van de warmteafvoer, maar leidt ook tot warmteaccumulatie, waardoor het lastig wordt om deze af te voeren. Bovendien kunnen dunne tanden het dwarsdoorsnedeoppervlak van de vinnen verkleinen, waardoor de efficiëntie van de warmteoverdracht wordt beïnvloed.

 

2. Vermijd het mythologiseren van het afschuinende koellichaam
Het is van cruciaal belang om de ontwerpen van gekartelde koellichamen niet te mythologiseren. Denk na over de toepassingsscenario’s en verken het gecombineerde gebruik van verschillende koelmethoden. Bij het bedenken van koeloplossingen is het essentieel om een ​​ruimdenkende aanpak te hebben en eenvoudige, kosteneffectieve en betrouwbare koelmethoden toe te passen. Koelmethoden mogen niet tot één enkel type worden beperkt; in plaats daarvan kan een combinatie van methoden worden gebruikt om een ​​effectieve warmteafvoer te garanderen, terwijl de productieproblemen en de totale kosten van het eindproduct worden verminderd. Voorbeelden hiervan zijn het gebruik van heatpipes en warmteverspreiders, Thermoelectric Coolers (TEC’s) en de combinatie van vloeistofkoeling en luchtkoeling.