Una breve rivista nantu à u disignu è a fabricazione di dissipatori di calore

Ultima aghjurnazione: 09/01;Tempu di lettura: 6 minuti

Dissipatore di calore

Un dissipatore di calore hè un dispositivu termodinamicu chì elimina u calore da i sistemi meccanichi, elettrici è elettronichi.In parechji dispusitivi è machini, hè essenziale per mantene a gamma di temperatura in un limitu specificu per mantene a funziunalità di quellu dispusitivu o macchina.Quì u rolu di i dissipatori di calore entra in ghjocu.Per esempiu, a machina robusta di u vostru laptop in diverse industrii hà bisognu di dissiparà u so calore.Allora pensate quantu hè largamente utilizatu in u mondu di a tecnulugia d'oghje.I dissipatori di calore dissipanu u calore trasfirendu à un mediu regulatu, cum'è l'aria o u liquidu, dopu espulsu da l'apparechju è u mediu di trasferimentu.

Stu articulu hà da passà brevemente à traversu utravagliu di dissipatore di calore, passi di cuncepimentu, è approcci di fabricazione.

Funzionamentu di u dissipatore di calore

A lege di Fourier di i trasferimenti di u calore, chì dice chì u calore scorri sempre da una temperatura alta à un mediu di bassa temperatura, furnisce u fundamentu per u funziunamentu di un dissipatore di calore.Mentre chì i dispositi pruducianu u calore, chì hè più caldu di l'aria o di u liquidu circundante, trasfirìanu quellu calore per cunduzzione, cunvezione, o occasionalmente radiazione à un cuntattu più frescu.

Fighjemu à u diagramma di flussu sottu per una stampa chjara di u travagliu di u dissipatore di calore;

Diagramma di flussu per u travagliu di un dissipatore di calore

·   Dissipatori di calore passivi

I dissipatori di calore passivi trasfiriscenu naturalmente u calore assorbutu à l'aria ambientale senza forza di convezione, cum'è un fan o circulazione d'acqua intornu à elli.Quessi sò generalmente grandi in forma è cuntenenu un array fin esposta à l'ambiente esternu.

·   Dissipatore di calore attivu

U dissipatore di calore attivu hè custituitu da u fan extra o soffiante è liquidu stallatu per sguassà u calore altru ch'è l'approcciu naturali.Questa configurazione supplementaria aumenta u prucessu di dissipazione di u calore da u prucessu di cunvezione forzata.Per esempiu, quandu u fan opera, aumenta a velocità di l'aria è trasferisce rapidamente u calore da u dissipatore di calore à l'ambienti circundante.

Càlculu di a resistenza termale

Durante u disignu di un dissipatore di calore, u calculu di a resistenza termale tutale (R_hs) ghjoca un rolu vitale in capiscenu u potenziale rendimentu è l'efficienza, cusì vedemu cumu si pò esse calculatu;

R_hs= (T_j-T_a/P) – (R_th-jc) - R_I

P = calore dissipatu tutale

T_I= Temperature maximale de jonction du dispositif à 0°C.

R_th-jc= Junction to case resistenza termica

T_a= Température de l'air ambiante à⁰C.

R_I= Resistenza di u materiale di l'interfaccia

R_I= (t/L x W x K_I)

t = spessore di u materiale di l'interfaccia

K_I= Conduttività termica di u materiale di l'interfaccia

L = Lunghezza di a fonte di calore

W = Larghezza di a fonte di calore

Disegnu di u dissipatore di calore

Ci sò parechji passi in u disignu.Fighjemu un ochju à ognunu di elli in breve.

1.          Selezzione di materiale

A conductività termale hè una di e caratteristiche essenziali di un materiale di dissipatore di calore perchè permette a trasmissione rapida di u calore da un cumpunente di un dispositivu riscaldatu à u lavabo è l'ambiente.

I dui materiali primari utilizati per fà i dissipatori di calore sò alliati di ramu è d'aluminiu.Questu hè perchè anu eccellenti qualità meccaniche cum'è forza, resistenza à a corrosione, durabilità è alta conduttività di u calore.In ogni casu, ancu s'ellu hè abbastanza caru, u diamante (2 000 W / m / k) pò esse u materiale ideale per i dissipatori di calore in apparecchi elettronichi d'alta prestazione è di precisione.

In più di e parti di l'elettronica, e batterie di lithium-ion producenu dissipazione di u calore hè necessariu.In una tale situazione, u cobre o l'aluminiu pò esse micca i materiali ottimali per u dissipatore di calore.

A suluzione di l'industria di l'automobile per a gestione di u calore hè un materiale di fibra di carbonu di conduttività più fabulosa.

2.          Disposizione di pinne è flussu d'aria

Un altru fattore chì affetta u rendiment di u dissipatore di calore hè u mediu di refrigerante, chì impacta significativamente a rata di dissipazione di calore.Dunque, quandu si custruisce un dissipatore di calore, a forma, a dimensione è a disposizione di l'aletta sò aspetti impurtanti à cunsiderà.Aduprà a tecnica di ottimisazione parametrica hè a megliu opzione per truvà i valori di paràmetri ideali per currisponde à e restrizioni dichjarate è ghjunghje i scopi di design.

• Migliurà u spaziu trà l'alette per migliurà u flussu d'aria è riduce a resistenza termale.

• Perchè una superficia più grande aumenta a cunduzzione è u trasferimentu di calore di cunvezione, aiutendu à a dissipazione di u calore, cunzidira à aumentà u grossu è l'altezza.

• Crea una strata di cunfini termale più chjuca, è a direzzione di u flussu d'aria hè stata cuncepita in un angolo ideale cù u dissipatore di calore per aumentà l'efficienza di l'aletta.

• Dopu avè preparatu u disignu di l'alette cù CAD, pudete simule u scenariu di trasferimentu di calore per ottimisà a so efficienza.

3.          Attachment di dissipatore di calore

A manera chì u lavamanu hè cunnessu à l'elementu calefactoriu di u dispusitivu affetta ancu quantu funziona.Sceglite u megliu metudu di cunnessione chì maximizeghja a velocità di trasmissione di u calore da i distanziatori, clips di molla piatta, epossidichi, è opzioni di cinta termica.

4.          Interfaccia termale

I difetti è a rugosità di a superficia di u dissipatore di calore ghjucanu un rolu in l'aumentu di a resistenza termale per via di una diminuzione di l'area di cuntattu termale è a pressione di l'interfaccia.Per superà stu prublema, i materiali di l'interfaccia termale sò a megliu scelta.L'usu di polimeri liquidi, cera, aluminiu, grafite è nastri nantu à a superficia di u dissipatore di calore è l'elementu di riscaldamentu di i dispositi diminuite a resistenza termica.

5.          Simulazione

A simulazione di u Disegnu hè significativa per vede u rendiment di u dissipatore di calore virtualmente.A Simulazione di Computer dà l'idea per a migliione è cunfirma u Design s'ellu hè adattatu per l'applicazioni richieste o micca.

Prucessu di fabricazione di dissipatori di calore

Dopu a simulazione termale di u Disegnu di i dissipatori di calore, avà hè vultatu per a produzzione.Videmu i varii prucessi di fabricazione in detail;

1.          Lavorazione CNC

Dissipatore di calore fattu cù machining CNC

Lavorazione CNChè u megliu approcciu per a fabricazione di dissipatori di calore per forme cumplesse.Stu approcciu dà assai flessibilità à i diseggiani.Un bloccu sanu di metallu hè adupratu per creà u lavamanu induve l'alette necessarie sò tagliate cù e macchine CNC è piegate da a basa di u bloccu.Tuttavia, hè un metudu di tempu è altu costu.

2.          Estrusione

Unu di i prucessi più cumuni per a produzzione di dissipatori di calore hèestrusione, chì implica pressing billets caldi di materiale duttile in fustelle d'acciaio d'alta resistenza per creà alette di piastra.Sò usati per a maiò parte di l'applicazioni di rinfrescamentu chì implicanu dissipatori di calore d'aluminiu.Di sicuru, l'aluminiu hè u materiale più utilizatu per a produzzione di dissipatori di calore.

Dissipatore di calore fattu cù estrusione 

Hè una prucedura pocu costu è simplice.I dissipatori di calore ponu esse usatu in una varietà di ambienti operativi.In ogni casu, per via di a limitazione massima di larghezza di estrusione, ùn pò micca esse aduprata cù dissipatori di calore chì anu aletta larga.

3.          Casting

Dissipatore di calore fattu cù Casting

In ucastingdi dissipatore di calore,aluminiu, ramu, o zincu sò i materiali cumuni.In questu prucessu, i lingotti di materiali selezziunati sò prima fusi è injected in u die di u dissipatore di calore cù una certa pressione.Dopu chì u materiale liquidu injected hè solidificatu in a matrice, hè liberatu, è più una machina minima hè fatta per eliminà ogni imperfezione di a superficia.Hè megliu ottene forme cumplesse cù un altu gradu di precisione.

4.          Forgiatura a freddo

Dissipatore di calore fattu cù forgiatura à freddo

Hè un altru approcciu di fabricazione d'alta precisione per i dissipatori di calore adattati per l'aluminiu è i so ligami.Ancu s'ellu hè ancu applicabile per u cobre è u bronzu.La forgiatura a freddo utilizza una pressione estrema è deforma a forma di metallu à a temperatura di l'ambienti per creà pins tondi è ellittici per u dissipatore di calore.Inoltre, hè utilizatu per pruduce alette cù alta densità, chì aumenterà u trasferimentu di calore in cundizioni di flussu d'aria à alta velocità.

5.          stampa 3D

Dissipatore di calore stampatu 3D

U sviluppu di a stampa 3D cum'è un metudu per pruduce dissipatori di calore hè risultatu da u prugressu tecnologicu.A fusione di u lettu in polvere è e tecnulugia di deposizione di energia diretta sò i dui metudi più populari in stampa di dissipatori di calore.

6.          Stamping

Dissipatore di calore fattu cù Stamping fretu 

UstampaturaU metudu hè usatu induve hè necessariu di custruisce i tubi di calore in l'alette.Allora, pressendu e strisce metalliche, l'alette sò prudutte.In i casi quandu a tecnulugia di stampa d'alta veloce hè aduprata, hè particularmente efficace per a fabricazione di massa.Tuttavia, u prezzu hè altu.

Cunclusioni

I dissipatori di calore sò essenziali in i dispositi meccanichi, elettrici è elettronichi.In questu articulu, aghju riassuntu u prucessu di cuncepimentu detallatu è a fabricazione focu annantu à i dispositi elettronici.U Disegnu di dissipatori di calore influenza assai a rata di dissipazione di u calore, cusì ogni passu di cuncepimentu hè cruciale per seguità per ottimisà u rendiment.Inoltre, a simulazione termica dopu a cuncepimentu aiuta à capisce u scenariu di travagliu praticu è à migliurà u disignu.

Quì in ProleanHub, avemu disignatori cù più di una dicada di sperienza è unità di fabricazione avanzata.Furnemu servizii di cuncepimentu è fabricazione di dissipatori di calore di prima qualità.Inoltre, i nostri ingegneri meccanichi simulanu u Design per migliurà a funziunalità è u rendiment.Infine, u nostru dipartimentu di cuntrollu di qualità monitoreghja ogni passu di fabricazione, perchè ùn avete micca cumprumissu cù a nostra qualità di serviziu, se avete bisognu di fabricazione di dissipatori di calore, solucuntatta ci.

FAQ

Cumu possu migliurà l'efficienza di i dissipatori di calore?

L'efficienza pò esse aumentata in parechje manere, cumprese a diminuzione di a resistenza à u calore, l'optimizazione di a dimensione, a forma è a disposizione di l'aletta, è a migliurà l'interfaccia di l'aletta.

Qualessu hè u megliu materiale per i dissipatori di calore?

I migliori materiali per i dissipatori di calore sò alliati di cobre è d'aluminiu.À novu, però, a tarifa di trasferimentu di calore si basa nantu à u Design di u dissipatore di calore.

Cumu funziona u dissipatore di calore?

I dissipatori di calore sò fatti di materiali di alta conductività termale cum'è u ramu è l'aluminiu cù alette.Hè attaccatu à i cumpunenti riscaldati è assorbe u calore.Allora u calore assorbutu si dissipa in l'ambienti circundante per via di cunduzzione, cunvezione o radiazione.

Chì sò i passi di cuncepimentu per i dissipatori di calore?

Eccu i passi;

1. Selezzione di materiale
2. fissazione di a forma, a dimensione è a disposizione di pinne
3. Fixazione di l'attache (dissipatore di calore è cumpunente di u dispositivu)
4. Interfaccia termica di pinne
5. Simulazione termica di u disignu CAD

Chì sò l'approcciu di fabricazione cumuni per u dissipatore di calore?

Lavorazione CNC, colata, forgiatura, stampaggio e stampa 3D sò approcci cumuni.