Tinjauan Singkat babagan Desain lan Pabrikan Heat Sink

Dianyari pungkasan:09/01;Wektu kanggo maca: 6 min

Heat sink

A sink panas minangka piranti termodinamika sing mbusak panas saka sistem mekanik, listrik, lan elektronik.Ing macem-macem piranti lan mesin, penting kanggo njaga sawetara suhu ing watesan tartamtu kanggo njaga fungsi piranti utawa mesin kasebut.Ing kene peran heat-sink dimainake.Contone, mesin gedhe laptop sampeyan ing macem-macem industri kudu ngilangi panase.Dadi pikirake carane akeh digunakake ing jagad teknologi saiki.Heat sinks nyirnakake panas kanthi nransfer menyang medium sing diatur, kayata hawa utawa cairan, banjur diusir saka apparatus lan medium transfer.

Artikel iki sedhela bakal mbukak liwatkerja heat sink, langkah desain, lan pendekatan manufaktur.

Kerja Heat Sink

Hukum Fourier babagan transfer panas, sing nyatakake yen panas tansah mili saka suhu dhuwur menyang medium suhu rendah, nyedhiyakake dhasar kanggo fungsi sink panas.Nalika piranti ngasilake panas, sing luwih panas tinimbang udhara utawa cairan ing saubengé, piranti kasebut nransfer panas kasebut kanthi konduksi, konveksi, utawa kadhangkala radiasi menyang kontak sing luwih adhem.

Ayo katon ing flowchart ing ngisor iki kanggo gambar sing jelas babagan kerja heat sink;

Bagan alir kanggo nggarap heat-sink

·   Panas pasif klelep

Sink panas pasif kanthi alami nransfer panas sing diserap menyang udara sekitar tanpa konveksi gaya, kayata kipas utawa sirkulasi banyu ing saubengé.Iki biasane gedhe ing wangun lan ngemot susunan sirip kapapar lingkungan njaba.

·   heat sink aktif

Sink panas aktif kasusun saka penggemar ekstra utawa blower lan Cairan nyetel kanggo mbusak panas liyane saka pendekatan alam.Persiyapan tambahan iki nambah proses boros panas kanthi proses konveksi paksa.Contone, nalika penggemar makaryakke, mundhak kecepatan udhara lan cepet nransfer panas saka sink panas kanggo lingkungan sekitar.

Pitungan saka resistance termal

Sajrone ngrancang heat sink, pitungan saka total resistance termal (R_hs) nduweni peran penting kanggo mangerteni kinerja lan efisiensi potensial, mula ayo dideleng carane bisa diwilang;

R_hs= (T_j-T_a/P) – (R_th-jc) – R_I

P = Kalor total

T_I= Suhu sambungan maksimum piranti ing 0C.

R_th-jc= Persimpangan kanggo kasus tahan termal

T_a= Suhu udara sekitar ing⁰C.

R_I= Resistance saka materi antarmuka

R_aku= (t/L x W x K_I)

t = ketebalan bahan antarmuka

K_I= Konduktivitas termal saka bahan antarmuka

L = Panjang sumber panas

W = Lebar sumber panas

Desain saka Heat Sink

Ana sawetara langkah ing ngrancang.Ayo padha nliti saben wong kanthi ringkes.

1.          Pamilihan bahan

Konduktivitas termal minangka salah sawijining ciri penting saka bahan sink panas amarga ngidini transmisi panas kanthi cepet saka komponen piranti sing digawe panas menyang sink lan lingkungan.

Rong bahan utama sing digunakake kanggo nggawe sink panas yaiku wesi tembaga lan aluminium.Iki amarga padha duwe kuwalitas mechanical banget kaya kekuatan, resistance karat, daya tahan, lan konduktivitas panas dhuwur.Nanging, sanajan regane cukup larang, berlian (2,000 W / m / k) bisa dadi bahan sing cocog kanggo sink panas ing piranti elektronik kanthi kinerja dhuwur lan presisi.

Saliyane bagean elektronik, baterei lithium-ion mrodhuksi boros panas perlu.Ing kahanan kaya mengkono, tembaga utawa aluminium bisa uga ora dadi bahan paling luweh kanggo heat sink.

Solusi industri otomotif kanggo manajemen panas yaiku bahan serat karbon konduktivitas sing luwih apik.

2.          Susunan sirip & aliran udara

Faktor liyane sing mengaruhi kinerja heat sink yaiku medium coolant, sing nduwe pengaruh signifikan marang tingkat panyebaran panas.Mulane, nalika mbangun sink panas, wangun, ukuran, lan susunan sirip minangka aspek penting sing kudu ditimbang.Nggunakake teknik optimasi parametrik minangka pilihan sing paling apik kanggo nemokake nilai parameter sing cocog karo watesan sing wis ditemtokake lan entuk tujuan desain.

• Ngapikake spasi ing antarane sirip kanggo nambah aliran udara lan nyuda resistensi termal.

• Amarga area lumahing sing luwih gedhe nambah konduksi lan transfer panas konveksi, mbantu mbuwang panas, nimbang nambah kekandelan lan dhuwure.

• Nggawe lapisan wates termal sing luwih cilik, lan arah aliran udara dirancang kanthi sudut sing cocog karo sink panas kanggo nambah efisiensi sirip.

• Sawise nyiapake desain sirip karo CAD, sampeyan bisa simulasi skenario transfer panas kanggo ngoptimalake efficiency.

3.          Lampiran saka heat-sink

Cara sink disambungake menyang unsur pemanas piranti uga mengaruhi cara kerjane.Pilih cara nyambungake paling apik sing ngoptimalake tingkat transmisi panas saka spacer standoff, klip spring flat, epoxy, lan opsi tape termal.

4.          Antarmuka termal

Cacat lan kekasaran permukaan sink panas nduweni peran kanggo nambah resistensi termal amarga nyuda area kontak termal lan tekanan antarmuka.Kanggo ngatasi masalah iki, bahan antarmuka termal minangka pilihan sing paling apik.Nggunakake polimer cair, lilin, aluminium, grafit, lan kaset ing permukaan sink panas lan unsur pemanas piranti nyuda resistensi termal.

5.          Simulasi

Simulasi Desain penting kanggo ndeleng kinerja heat-sink sakbenere.Simulasi Komputer menehi idea kanggo dandan lan nandheske Desain apa iku pas kanggo aplikasi sing dibutuhake utawa ora.

Proses Manufaktur kanggo Heat Sink

Sawise simulasi termal Desain sink panas, saiki diuripake kanggo produksi.Ayo ndeleng macem-macem proses manufaktur kanthi rinci;

1.          CNC-Machining

Heat sink digawe karo mesin CNC

mesin CNCiku pendekatan paling apik kanggo manufaktur heat-sink kanggo wangun Komplek.Pendekatan iki menehi akeh keluwesan kanggo perancang.Blok kabeh logam digunakake kanggo nggawe sink ing ngendi sirip sing dibutuhake dipotong karo mesin CNC lan mbengkongake saka dhasar blok.Nanging, iku cara sing akeh wektu lan biaya dhuwur.

2.          Ekstrusi

Salah sawijining proses sing paling umum kanggo ngasilake heat sink yaikuekstrusi, kang melu mencet billet panas saka materi ductile menyang dhuwur-kekuatan baja mati kanggo nggawe sirip piring.Lagi digunakake kanggo paling aplikasi cooling nglibatno sinks panas aluminium.Mesthine, aluminium minangka bahan sing paling akeh digunakake kanggo produksi heat sink.

Heat sink digawe karo Extrusion 

Iki minangka prosedur sing murah lan langsung.Sink panas bisa digunakake ing macem-macem lingkungan operasi.Nanging, amarga watesan jembaré ekstrusi maksimal, ora bisa digunakake karo sink panas sing duwe sirip sing amba.

3.          Casting

Heat sink digawe karo Casting

Ingcastingsaka heat sink,alumunium, tembaga, utawa seng minangka bahan umum.Ing proses iki, ingot saka bahan sing dipilih pisanan dilebur lan disuntikake menyang die saka heat-sink kanthi sawetara tekanan.Sawise materi Cairan nyuntikaken solidified ing die, bakal dirilis, lan mesin paling tithik rampung kanggo ngilangke sembarang imperfection lumahing.Paling apik kanggo njupuk wangun rumit kanthi tingkat akurasi sing dhuwur.

4.          Cold-forging

Heat sink digawe karo kadhemen forging

Iki minangka pendekatan manufaktur presisi dhuwur liyane kanggo sink panas sing cocog kanggo aluminium lan wesi.Sanajan, uga ditrapake kanggo tembaga lan tembaga.Penempaan kadhemen nggunakake tekanan ekstrem lan ngowahi bentuk logam ing suhu kamar kanggo nggawe pin bunder lan elips kanggo sink panas.Kajaba iku, digunakake kanggo ngasilake sirip kanthi kapadhetan dhuwur, sing bakal ningkatake transfer panas ing kondisi aliran udara kanthi kacepetan dhuwur.

5.          Printing 3D

Heat Sink dicithak 3D

Pangembangan printing 3D minangka cara kanggo ngasilake heat sinks asil saka kemajuan teknologi.Gabungan amben bubuk lan teknologi deposisi energi terarah minangka rong cara sing paling populer kanggo nyetak sink panas.

6.          Stamping

Heat sink digawe karo kadhemen Stamping 

IngstampingCara digunakake ing ngendi perlu kanggo mbangun pipa panas ing sirip.Banjur, kanthi mencet strip logam, sirip diprodhuksi.Ing kasus nalika teknologi stamping kacepetan dhuwur digunakake, iku utamané efektif kanggo manufaktur massa.Nanging, regane dhuwur.

Kesimpulan

Heat sinks penting ing piranti mekanik, listrik, lan elektronik.Ing artikel iki, aku wis nliti proses desain rinci lan manufaktur fokus ing piranti elektronik.Desain sink panas banget mengaruhi tingkat boros panas, saengga saben langkah desain penting kanggo ngoptimalake kinerja.Salajengipun, Simulasi termal sawise ngrancang mbantu ngerti skenario kerja praktis lan nambah Desain.

Ing kene ing ProleanHub, kita duwe desainer kanthi pengalaman luwih saka sepuluh taun lan unit manufaktur maju.Kita nyedhiyakake layanan desain lan manufaktur heat sink paling dhuwur.Kajaba iku, insinyur mekanik kita simulasi Desain kanggo nambah fungsi lan kinerja.Pungkasan, departemen kontrol kualitas ngawasi saben langkah manufaktur, dadi sampeyan ora kudu kompromi karo kualitas layanan, yen sampeyan butuh manufaktur heat sink, munghubungi kita.

FAQ

Kepiye carane bisa nambah efisiensi sink panas?

Efisiensi bisa ditambah kanthi pirang-pirang cara, kalebu nyuda resistensi panas, ngoptimalake ukuran sirip, wangun, lan susunan, lan nambah antarmuka sirip.

Apa bahan sing paling apik kanggo heat sink?

Bahan paling apik kanggo sink panas yaiku wesi tembaga lan aluminium.Nanging maneh, tingkat transfer panas gumantung ing Desain sink panas.

Kepiye cara kerja heat sink?

Sink panas digawe saka bahan konduktivitas termal sing dhuwur kayata tembaga lan aluminium kanthi sirip.Iku bakal ditempelake ing komponen digawe panas lan nyerep panas.Banjur panas sing diserap disipasi ing lingkungan sekitar liwat konduksi, konveksi, utawa radiasi.

Apa langkah-langkah desain kanggo heat sink?

Ing ngisor iki langkah-langkah;

1. Pamilihan bahan
2. mbenakake wangun, ukuran, lan susunan sirip
3. Ndandani lampiran (Heat sink & komponen piranti)
4. Interfacing termal saka sirip
5. Simulasi Thermal saka desain CAD

Apa pendekatan manufaktur umum kanggo heat sink?

Mesin CNC, casting, forging, Stamping, lan printing 3D minangka pendekatan umum.