Í vélum og rafrásum eru hitakökur mest vanræktir hlutir. Hins vegar er þetta ekki raunin þegar vélbúnaður er hannaður þar sem hitavaskar gegna mjög mikilvægu hlutverki. Næstum öll tækni, þar á meðal örgjörvi, díóða og smára, mynda hita, sem getur dregið úr hitauppstreymi og gert rekstur óhagkvæman.
Til að sigrast á áskoruninni um hitaleiðni, eru mismunandi gerðir af heatsinks hannaðar til að vinna með mismunandi íhlutum og halda þeim starfandi við besta hitastig. Með hröðum framförum tækninnar (sérstaklega nanótækni) og til að gera hlutina eins samninga og skilvirka og mögulegt er, réttan hita vasahönnun hefur orðið eftirlits- og jafnvægisþáttur í framleiðslu á rafeindavörum. Þess vegna mun þessi grein fjalla um smáatriði og hönnunarsjónarmið um hitakökur.
A hitaklefi er mikið notuð aðferð til að kæla hluta eða samsetningar sem geta orðið heitar meðan þær eru í notkun. Margar gerðir af rafeinda- og vélrænum tækjum eða vélum nota hitakökur til að hjálpa þeim að dreifa hitanum sem þeir mynda. Hitavaskar eru mikilvægir fyrir allar vélar sem nota víra, rafeindatækni, örflögur eða eitthvað annað sem myndar varma. Í nútíma heimi nær það nokkurn veginn yfir allt.
Ef þú þekkir hugtakið „hitavaskur“ gætirðu tengt það við fartölvur, borðtölvur, örgjörva eða framleiðslu. Stærð slíkra íhluta er augljóslega mjög mismunandi, en þeir treysta allir á hitakökur fyrir hitastjórnun. Í fartölvum eða tölvum og öðrum rafeindatækjum gera þeir þetta með því að dreifa hita frá miðlægum örgjörva eða örflögu. Vélar í fjöldaframleiðsluverksmiðjum og vöruhúsum nota þær oft til að beina heitu lofti frá rafmagnshlutum og vírum.
Tegundir hitavaska
Fyrsta skrefið við að ákvarða hönnun hitauppsláttar er að ákvarða gerð uppsetningar. Það eru tvær vinsælar gerðir af hitavaski.
Aðgerðalausir hitaklefar
Passive Heat Sinks eru hefðbundið val; þeir nota náttúrulegt loftflæði. Náttúruleg varning safnast upp yfir hitakössunum og flytur hita frá íhlutunum. Þau eru ódýrari í rekstri og þurfa ekki viðbótarrafmagn.
Virkir hitaskápar
Active Heat Sinks eru skilvirkari og öflugri, en þeir krefjast þvingaðrar convection og nota loft eða vökva til að gera hitaflutning mögulega. Þau eru auðþekkjanleg vegna þess að þau nota vélknúin tæki eins og viftur nálægt hitakössum.
Að velja hvaða tegund af hitaköfum sem er getur leitt til hönnunarbreytinga. Til dæmis þarf virkur hitastýribúnaður sem treystir á viftu minna yfirborð og léttari efni til að dreifa sama magni af hita og óvirkur leiðari.
Kopar hitakössum
Kopar er oft notað sem kjarnaefni fyrir margs konar hönnun á hitakössum vegna glæsilegra hitaflutnings eiginleika þess. Það er frábær hitaleiðari og hjálpar til við að flytja hita á fljótlegan og skilvirkan hátt frá tækinu eða hringrásinni sem þú ert að reyna að kæla. Aftur á móti eru koparhitavaskar oft dýrari (allt að þrisvar sinnum þyngri) en vinsælir kostir eins og ál.
Hitavaskar úr áli
Þó ál leiði ekki hita eins vel og kopar er það frekar létt og ódýrara. Þegar það er notað í þunnt plötur (pressað ál) getur það einnig verið burðarvirkari málmur, eins og raunin er með flestar kopar- og álhitavefur. Hönnunareiginleiki margra álkylfa er að leyfa hita að stíga upp í gegnum fjölda þunnra málmugga - útskýrt nánar í eftirfarandi kafla.
Sumar gerðir af hitakössum, eins og bundnar uggar, er hægt að búa til úr bæði kopar og áli. Það er ekki óalgengt að einn málmur sé notaður fyrir grunninn eða snertiplötuna (venjulega kopar) og hinn fyrir uggana.
Finned Heat Sinks
Finnaðir hitakössar eru gerðir úr gegnheilum málmblokk sem er fjaðraður eða skorinn í fjölda mjög þunnar plötur sem ná frá miðlægum blokk. Þessi hönnun gefur hitavaskum með uggum stærra yfirborð. Það getur flutt hita á skilvirkari hátt frá öllum íhlutum sem kælirinn er tengdur við.
Það eru nokkrir hugsanlegir ferlar sem hægt er að nota við hönnun og framleiðslu á hitavaski. Í dag eru sennilega algengustu móta- eða mótsteypumót, eða CNC vinnsla eða mölun. Steyptir finnishyllar eru algengari í ódýrari sölu í miklu magni, en CNC-malaðir finnishyllar framleiða venjulega dýrari en hágæða vöru sem hefur tilhneigingu til að senda í minna magni.
Fastir hitastigar
Kylfi með pinna má annaðhvort kallast einfaldlega pinnahitapallur eða pinnakælir. Reyndar er það einfaldlega önnur hönnun en algengari flatuggahönnun sem lýst er hér að ofan. Í pinnaðri byggingu samanstendur kjarnablokkinn af setti pinna eða stöngum sem ná upp eða út frá grunni hans. Pinnarnir sjálfir geta verið sívalir, sporöskjulaga eða ferningslaga.
Venjulega er reiknað með að pinnaður hitavaskur hafi stærra heildaryfirborð en finnaður hitavaskur. Hins vegar gefa þeir þér ekki endilega verulegan árangur í mörgum hversdagslegum forritum og þau eru yfirleitt ekki eins mikið notuð og uggalíkön.
Efni til hitastigs
Hitavaskar eru venjulega gerðir úr álblöndu eða kopar og efnið ræðst venjulega af notkun, hitastyrk, framleiðsluaðferð og fjárhagsáætlun.
Hitavaskar úr áli eru venjulega framleiddir úr áli 1050 (mjög varmaleiðandi en lítill styrkur) eða áli 6060, 6061 eða 6063 (minni leiðandi en með betri vélrænni eiginleika). Hagkvæmustu hitavaskarnir eru venjulega gerðir úr álblöndu.
Koparhitavaskar hafa framúrskarandi hitaleiðni – það er tvöfalt leiðandi en ál – auk tæringarþols, örverueyðandi eiginleika og annarra æskilegra eiginleika. Þetta gerir kopar hitakökur að úrvalsvalkosti; þó er kopar ekki aðeins dýrari en álblöndur heldur er hann líka oft erfiðari í mótun.
Graphite
Grafít og önnur kolefnisefni hafa hitaeiginleika sem eru nálægt þeim sem kopar er, en eru verulega léttari. Þau eru notuð í forritum þar sem þyngd er mikilvægur þáttur.
Diamond
Demantur hefur bestu hitaleiðni hvers efnis, en hár kostnaður hans og flókin framleiðslu takmarkar notkun þess í sérhæfðum háþróuðum forritum eins og hálfleiðarakælingu.
Tegundir til framleiðslu á hitakössum
Hvað breytir einföldu málmi í þessi flóknu kælitæki? Við skulum skoða sex framleiðsluferla fyrir hitavask.
Þrýst út
Extrusion er samfellt ferli þar sem ál eða annað hitaveituefni er hitað og þvingað í gegnum móta með ákveðnu þversniði. Efnið er smíðað í samfelldum lengdum með æskilegri lögun og síðan er hægt að klippa það í viðeigandi stærð. Hár framleiðsluhraði og hagkvæmni gerir það hentugt fyrir framleiðslu í miklu magni. Samræmdum efniseiginleikum er viðhaldið í gegnum útpressunarferlið.
Teninga kast
Meðan á deyjasteypuferlinu stendur er bráðnum málmi, eins og ál eða sinki, sprautað í stálmót (mót) undir háþrýstingi. Þetta virka ferli tryggir að bráðinn málmur fyllir algjörlega moldholið. Þar sem málmurinn er virkur þvingaður inn í holrúmið storknar hann hratt og lagar sig að lögun mótsins. Háþrýstingurinn sem viðhaldið er tryggir að hvert smáatriði moldsins sé nákvæmlega fyllt, sem leiðir til hitauppsláttar með flóknum eiginleikum og sléttum yfirborðum.
Stimplunarfingur
Stimplun felur í sér notkun stansa og kýla til að skera og móta málmplötur í æskilegt form. Þetta ferli framleiðir hitakökur með sérstökum stærðum og mynstrum. Stimplun er hentugur til að búa til endurtekið mynstur eins og ugga, er hagkvæmt fyrir miðlungs til mikið magn og hefur tiltölulega hraðan framleiðsluhraða.
Computer Numerical Control (CNC) vinnsla er ferlið þar sem tölva segir vél nákvæmlega hvernig á að skera hitavask úr málmblokk. Þetta ferli gerir kleift að búa til flókin geometrísk form og flókin smáatriði. Háþróuð vinnslutækni býður upp á nokkra kosti, þar á meðal mikla nákvæmni og nákvæmni, getu til að sérsníða hönnun og hæfi fyrir lítið til meðalstórt magn framleiðslu.
Metal Skiving
Skiving er nákvæmt skurðarferli sem umbreytir solidum málmblokk (venjulega áli eða kopar) í hitaskáp með röð af þunnum, jafnt dreift uggum. Ferlið byrjar með rétthyrndum málmblokk, sem síðan er unnin til að framleiða æskilegt finnið yfirborð. Augaþykkt er á bilinu 0.25 til 0.8 mm, sem gerir ráð fyrir mikilli hitauppstreymi í léttum uggum.
Málmsmíði
Smíða felur í sér að móta málm með því að beita þrýstikrafti í gegnum verkfæri eins og teygjur, hamar eða pressur. Ferlið bætir kornskipulag og vélræna eiginleika efnisins. Smíða er valið til að búa til hitaupptöku vegna þess að það framleiðir sterka byggingar í einu stykki með framúrskarandi hitaflutningi og lágu viðnámi, fullkomið fyrir krefjandi kæliverkefni.
Samanburður á CNC vinnslu og álpressu fyrir hitavask
Þrátt fyrir þá staðreynd að það eru svo margar leiðir til að véla hita vaskur, eru algengustu og mest notaðar CNC og extrusion.
Kostir CNC vinnslu hitauppsláttar
CNC vinnsla býður upp á nokkra kosti fyrir framleiðslu á hita vaskur:
Nákvæmni og nákvæmni
CNC vinnsla gerir kleift að búa til mjög nákvæma og nákvæma hitaupptökuhönnun með þröngum vikmörkum og flóknum rúmfræði. Þetta gerir kleift að framleiða hitaupptöku með bestu hitauppstreymi, sniðin að sérstökum kröfum umsóknarinnar.
Fjölhæfni efnis
CNC vinnsla gerir kleift að vinna margs konar álblöndur, hver með sína einstöku eiginleika og eiginleika. Þessi sveigjanleiki gerir framleiðendum kleift að velja ákjósanlegasta hitaupptökuefnið byggt á þáttum eins og hitaleiðni, tæringarþol og þyngd.
Styttur afgreiðslutími
CNC vinnsluferlar geta framleitt ál hita vaskur tiltölulega fljótt, sérstaklega í samanburði við aðrar framleiðsluaðferðir. Þetta hjálpar til við að stytta afgreiðslutíma og auka heildarframleiðni.
Customization
CNC vinnsla gerir ráð fyrir mjög sérsniðinni hitaupptökuhönnun, sem gerir framleiðendum kleift að bjóða viðskiptavinum sínum sérsniðnar lausnir. Þetta er sérstaklega gagnlegt fyrir sessumsóknir eða sérhæfðar iðngreinar þar sem hillurlausnir henta kannski ekki.
Ávinningur af pressuðu hitaupptöku úr áli
Álútpressun býður einnig upp á nokkra helstu kosti fyrir framleiðslu á hitavaski.
Skilvirk framleiðsla
Extrusion er í eðli sínu skilvirkt framleiðsluferli þar sem það skapar samfellda álprófíla með lágmarks úrgangi. Þetta getur leitt til kostnaðarsparnaðar, sérstaklega fyrir fjöldaframleiðslu.
Hönnun sveigjanleiki
Þó að það sé ekki eins fjölhæfur hvað varðar hönnunarflækjustig og CNC vinnsla, gerir álpressun samt fyrir fjölbreytt úrval af hitaupptökuformum og stærðum. Þetta er hagkvæmt fyrir framleiðendur sem leitast við að ná jafnvægi á milli sveigjanleika hönnunar og framleiðsluhagkvæmni.
Samkvæm gæði
Extrusion ferlið framleiðir ál hita vaskur með stöðugum gæðum og einsleitum efniseiginleikum. Þetta hjálpar til við að tryggja að hitavaskurinn virki á áreiðanlegan og skilvirkan hátt allan líftímann.
sveigjanleika
Álpressa er mjög stigstærð, sem gerir það tilvalið fyrir framleiðendur sem þurfa að framleiða mikið magn af hitavaski. Auðvelt er að stækka útpressunarferlið upp eða niður til að mæta mismunandi framleiðslukröfum án verulegra áhrifa á kostnað eða afgreiðslutíma.
CNC vélrænir hitakössur | Hitavaskar úr áli | |
Nákvæmni og nákvæmni | Mikil nákvæmni og nákvæmni með þröngum vikmörkum og flóknum rúmfræði fyrir bestu hitauppstreymi. | Þó að þeir séu nákvæmir gætu þeir ekki náð þeim margbreytileika sem CNC vinnsla getur veitt. |
Efni fjölhæfni | Getur unnið með margs konar álblöndur, sem gerir kleift að velja ákjósanlegt efni á grundvelli hitaleiðni, tæringarþols og þyngdar. | Venjulega takmarkað við sérstakar álblöndur sem henta fyrir útpressunarferlið. |
Framleiðslu Hraði | Tiltölulega hröð framleiðsla, sem dregur úr afgreiðslutíma. | Mjög skilvirkt framleiðsluferli, hentar vel fyrir stórar framleiðslulotur. |
Customization | Hátt stigi sérsniðnar gerir ráð fyrir sérsniðnum lausnum. | Einhvers konar sveigjanleiki í hönnun, en ekki eins hár og CNC vinnsla. Tilvalið fyrir venjuleg lögun og stærðir. |
Samræmi og gæði | Stöðug gæði, háð nákvæmni CNC vélarinnar og forritsins. | Samræmd gæði með einsleitum efniseiginleikum, vegna eðlis útpressunarferlisins. |
sveigjanleika | Stærðanlegt, en uppsetningar- og forritunartími getur aukist fyrir mismunandi hönnun. | Mjög stigstærð, tilvalin fyrir mikið magn, með lágmarksáhrif á kostnað eða afgreiðslutíma þegar breyting er á framleiðslumagni. |
Bæði CNC vinnsla og álpressun hafa sína kosti og galla þegar kemur að framleiðsluhagkvæmni. CNC vinnsla getur framleitt mjög flóknar og sérsniðnar hitakökur, en ferlið getur verið tímafrekara og dýrara, sérstaklega fyrir stórar framleiðslulotur. Álpressun er aftur á móti skilvirkari og hagkvæmari aðferð til að framleiða mikið magn af hitaköfum, þó að ferlið henti ef til vill ekki fyrir mjög flókna eða sérhæfða hönnun.
Á endanum mun valið á milli CNC vinnslu og álpressunar til framleiðslu á hitakössum ráðast af þáttum eins og flóknu hönnuninni, magni framleiðslunnar sem krafist er og sérstökum varmastjórnunarkröfum umsóknarinnar.
Hvernig á að velja rétta hitavaskinn
Þegar þú spyrð sjálfan þig: "Hvaða tegund af hitavaski ætti ég að kaupa?" svarið fer næstum alltaf eftir sérstökum uppsetningu og kæliþörfum. Fyrsta skrefið í að skilja hvernig á að velja hitavask er að ákvarða nokkrar grunnupplýsingar um fyrirhugaða notkun.
Helstu atriði fyrir ákjósanlegu vali á hitavaski eru ma.
Hvers konar orkunotkun viðkomandi íhlutur mun nota. Þetta er oft nefnt TDP (Thermal Design Power, eða Thermal Design Profile). TDP er oft notað sem grunnvísbending um orkunotkun íhluta, sérstaklega örgjörva (örgjörva) og gpu (skjákort). tilgreinir hámarks hitamagn í vöttum sem íhlutur getur notað. Þetta er oft góð vísbending um hversu heitur tiltekinn íhlutur getur orðið undir álagi. Helst hversu svalur íhluturinn þarf að vera til að ná sem bestum árangri.
Hversu mikið pláss er í boði til að setja upp kælir, ofn eða ofn - þeir eru til í ýmsum stærðum, allt frá pínulitlum einingaofnum til miklu stærri uppsetninga. Hvaða tegund af ofnhönnun eða skipulagi mun veita bestu hitauppstreymi fyrir kerfisforskriftina þína.
Hvort sem þú þarft virkan eða óvirkan ofn?
Hversu miklu ertu til í að eyða í kælir?
Niðurstaða
Í stuttu máli gegna hitavaskar mikilvægu hlutverki við að stjórna hitastigi rafeindatækja og veita skilvirka og hagkvæma lausn fyrir hitauppstreymi. Með því að skilja efnin, hönnunarsjónarmið og frammistöðuþætti sem tengjast hitakössum geturðu tekið upplýstar ákvarðanir til að hámarka kælilausnina fyrir notkun þína. Hjá AN PROTOTYPE bjóðum við upp á hágæða hitakökur sem eru sérsniðnir að þínum þörfum, sem tryggir áreiðanlega afköst og langlífi fyrir rafeindakerfin þín.