Краток преглед за дизајнот и производството на ладилници

Последно ажурирање:09/01;Време за читање: 6 мин

Ладилник

Ладилникот е термодинамички уред кој ја отстранува топлината од механичките, електричните и електронските системи.Во различни уреди и машини, од суштинско значење е да се задржи опсегот на температурата во одредена граница за да се одржи функционалноста на тој уред или машина.Тука улогата на ладилниците доаѓа во игра.На пример, големите машини на вашиот лаптоп во различни индустрии треба да ја потрошат неговата топлина.Затоа размислете колку широко се користи во денешниот свет на технологијата.Топлинските ладилници ја трошат топлината со тоа што ја пренесуваат на регулиран медиум, како што се воздух или течност, а потоа се исфрлаат од апаратот и медиумот за пренос.

Оваа статија накратко ќе помине низработа на ладилник, чекори на дизајнирање и пристапи на производство.

Работа на ладилник

Фуриеовиот закон за пренос на топлина, кој вели дека топлината секогаш тече од висока температура до медиум со ниска температура, обезбедува основа за тоа како функционира ладилникот.Додека уредите произведуваат топлина, која е потопла од околниот воздух или течност, тие ја пренесуваат таа топлина со спроводливост, конвекција или повремено зрачење на поладен контакт.

Ајде да погледнеме на табелата подолу за јасна слика за работата на ладилникот;

Проток за работа на ладилник

·   Пасивни топлински тоне

Пасивните ладилници природно ја пренесуваат апсорбираната топлина на амбиенталниот воздух без конвекција на сила, како што е вентилатор или циркулација на вода околу нив.Тие се обично големи по форма и содржат низа перки изложени на надворешната средина.

·   Активен ладилник

Активниот ладилник се состои од дополнителен вентилатор или вентилатор и течност поставени за да се отстрани топлината освен природниот пристап.Ова дополнително поставување го зголемува процесот на дисипација на топлина со процесот на принудна конвекција.На пример, кога работи вентилаторот, тој ја зголемува брзината на воздухот и брзо ја пренесува топлината од ладилникот во околината.

Пресметка на термичка отпорност

При дизајнирање на ладилник, се пресметува вкупниот термички отпор (Р_hs) игра витална улога во разбирањето на потенцијалните перформанси и ефикасност, па ајде да видиме како може да се пресмета;

R_хс= (Т_j-T_a/П) – (Р_th-jc) – Р_I

P= Вкупно дисипирана топлина

T_I= Максимална температура на спој на уредот на 0C.

R_th-jc= Топлинска отпорност на спој со куќиште

T_a= Температура на амбиенталниот воздух при⁰C.

R_I= Отпорност на интерфејс материјал

R_Јас= (t/L x Ш x К_I)

t = дебелина на материјалот за интерфејс

K_I=Термичка спроводливост на интерфејс материјал

L = Должина на изворот на топлина

W = Ширина на изворот на топлина

Дизајн на ладилникот

Постојат неколку чекори во дизајнирањето.Ајде да го разгледаме секој од нив накратко.

1.          Избор на материјал

Топлинската спроводливост е една од суштинските карактеристики на материјалот за ладилник бидејќи овозможува брз пренос на топлина од загреаната компонента на уредот до лавабото и околината.

Двата основни материјали што се користат за производство на ладилници се бакар и алуминиумски легури.Тоа е затоа што тие имаат одлични механички квалитети како сила, отпорност на корозија, издржливост и висока топлинска спроводливост.Сепак, иако е прилично скап, дијамантот (2.000 W/m/k) може да биде идеален материјал за ладилници во електронски уреди со високи перформанси и прецизност.

Покрај деловите за електроника, неопходна е дисипација на топлина со литиум-јонски батерии.Во таква ситуација, бакарот или алуминиумот можеби не се оптималните материјали за ладилникот.

Решението на автомобилската индустрија за управување со топлина е материјал од јаглеродни влакна со поневеројатна спроводливост.

2.          Распоред на перки и проток на воздух

Друг фактор што влијае на перформансите на ладилникот е медиумот за ладење, што значително влијае на брзината на дисипација на топлина.Затоа, при изградбата на ладилник, обликот, големината и распоредот на перките се важни аспекти што треба да се земат предвид.Користењето на техниката на параметарска оптимизација е најдобрата опција за наоѓање на идеалните вредности на параметрите за да се совпаднат со наведените ограничувања и да се постигнат дизајнерските цели.

• Подобрете го просторот помеѓу перките за да го подобрите протокот на воздух и да го намалите топлинскиот отпор.

• Бидејќи поголема површина ја зголемува спроводливоста и преносот на топлина со конвекција, помагајќи во дисипација на топлина, размислете за зголемување на дебелината и висината.

• Направете помал термички граничен слој и насоката на протокот на воздух беше дизајнирана под идеален агол со ладилникот за да се зголеми ефикасноста на перките.

• Откако ќе го подготвите дизајнот на перките со CAD, можете да го симулирате сценариото за пренос на топлина за да ја оптимизирате неговата ефикасност.

3.          Прицврстување на ладилник

Начинот на кој мијалникот е поврзан со грејниот елемент на уредот, исто така, влијае на тоа колку добро функционира.Изберете го најдобриот метод за поврзување што ја максимизира стапката на пренос на топлина од опциите за застанување, рамни пружини, епоксидни и термоленти.

4.          Термички интерфејс

Дефектите и грубоста на површината на ладилникот играат улога во зголемувањето на термичкиот отпор поради намалувањето на површината за термички контакт и притисокот на интерфејсот.За да се надмине ова прашање, материјалите за топлинска интерфејс се најдобриот избор.Користењето на течни полимери, восок, алуминиум, графит и ленти на површината на ладилникот и грејниот елемент на уредите ја намалува термичката отпорност.

5.          Симулација

Симулацијата на дизајнот е значајна за виртуелно да се видат перформансите на ладилникот.Компјутерската симулација ја дава идејата за подобрување и го потврдува Дизајнот дали е погоден за бараните апликации или не.

Процес на производство за ладилник

По термичка симулација на Дизајнот на ладилниците, сега тој е свртен за производство.Ајде да ги видиме различните производни процеси во детали;

1.          CNC-Машина

Топлински ладилник направен со CNC обработка

CNC обработкае најдобриот пристап за производство на ладилници за сложени форми.Овој пристап им дава голема флексибилност на дизајнерите.Целиот метален блок се користи за создавање на мијалникот каде што потребните перки се сечат со CNC машините и се свиткуваат од основата на блокот.Сепак, тоа е метод кој одзема многу време и висока цена.

2.          Екструзија

Еден од најчестите процеси за производство на ладилници еистиснување, што вклучува притискање на врели заготовки од еластичен материјал во челична матрица со висока цврстина за да се создадат перки на плочата.Тие се користат за повеќето апликации за ладење кои вклучуваат алуминиумски ладилници.Се разбира, алуминиумот е најкористениот материјал за производство на ладилници.

Топлински ладилник направен со екструзија 

Тоа е евтина и едноставна процедура.Ладилниците може да се користат во различни работни средини.Меѓутоа, поради максималното ограничување на ширината на истиснување, не може да се користи со ладилници кои имаат широки перки.

3.          Лиење

Ладилник направен со Лиење

Вокастингна ладилник,алуминиум, бакар или цинк се најчестите материјали.Во овој процес, инготите од избраните материјали прво се топат и се вбризгуваат во матрицата на ладилникот со одреден притисок.Откако инјектираниот течен материјал ќе се зацврсти во матрицата, тој се ослободува, а дополнително се врши минимална обработка за да се елиминираат сите несовршености на површината.Најдобро е да се добијат сложени форми со висок степен на точност.

4.          Ладно ковање

Топлински мијалник направен со ладно ковање

Тоа е уште еден високопрецизен производствен пристап за ладилници погодни за алуминиум и неговите легури.Иако, тоа е исто така применливо за бакар и бронза.Ладното ковање користи екстремен притисок и ја деформира металната форма на собна температура за да создаде тркалезни и елипсовидни иглички за ладилникот.Покрај тоа, се користи за производство на перки со висока густина, што ќе го подобри преносот на топлина во услови на проток на воздух со голема брзина.

5.          3D печатење

3D печатен Heat Sink

Развојот на 3D печатењето како метод за производство на ладилници е резултат на технолошкиот напредок.Технологиите за фузија на креветот во прав и насочено таложење енергија се двата најпопуларни методи за печатење на ладилници.

6.          Печатење

Ладилник направен со ладно печат 

Напечатметод се користи онаму каде што е потребно да се изградат топлинските цевки во внатрешноста на перките.Потоа со притискање на металните ленти се произведуваат перките.Во случаи кога се користи технологија за печат со голема брзина, таа е особено ефикасна за масовно производство.Сепак, цената е висока.

Заклучок

Топлинските мијалници се неопходни во механичките, електричните и електронските уреди.Во оваа статија, го разгледав деталниот процес на дизајнирање и производство фокусирани на електронски уреди.Дизајнот на ладилниците силно влијае на стапката на дисипација на топлина, така што секој чекор од дизајнот е клучен да се следи за оптимизирање на перформансите.Понатаму, топлинската симулација по дизајнирањето помага да се разбере практичното работно сценарио и да се подобри дизајнот.

Овде, во ProleanHub, имаме дизајнери со повеќе од една деценија искуство и напредни производни единици.Ние обезбедуваме врвни услуги за дизајнирање и производство на ладилници.Дополнително, нашите машински инженери го симулираат Дизајнот за да ја подобрат функционалноста и перформансите.Конечно, нашиот оддел за контрола на квалитетот го следи секој чекор на производство, така што нема да морате да правите компромиси со нашиот квалитет на услугата, ако ви треба производство на ладилници, самоКонтактирајте не.

Најчесто поставувани прашања

Како можам да ја подобрам ефикасноста на ладилниците?

Ефикасноста може да се зголеми на неколку начини, вклучително и намалување на отпорноста на топлина, оптимизирање на големината, обликот и распоредот на перките и подобрување на интерфејсот на перките.

Кој е најдобриот материјал за ладилници?

Најдобри материјали за ладилници се бакар и алуминиумски легури.Повторно, сепак, стапката на пренос на топлина се потпира на дизајнот на ладилникот.

Како работи ладилникот?

Топлинските ладилници се направени од материјали со висока топлинска спроводливост како бакар и алуминиум со перки.Се прицврстува на загреаните компоненти и ја апсорбира топлината.Потоа апсорбираната топлина се расфрла во околината преку спроводливост, конвекција или зрачење.

Кои се чекорите за дизајнирање на ладилници?

Еве ги чекорите;

1. Избор на материјал
2. фиксирање на обликот, големината и распоредот на перките
3. Прицврстување на додатокот (Потопувач и компонента на уредот)
4. Термичко поврзување на перки
5. Термичка симулација на CAD дизајн

Кои се вообичаените производствени пристапи за ладилникот?

CNC обработка, леење, фалсификување, печат и 3D печатење се вообичаени пристапи.