Een uitgebreide gids voor zeven gebruikelijke verwerkingstechnieken voor koelvinnen

De verwerkingsmethoden variëren aanzienlijk en de keuze is vooral afhankelijk van het materiaal, de kosten, deproductievolumeDe volgende zijn enkele gebruikelijke verwerkingsmethoden voor koelvinnen die momenteel worden gebruikt:

1StempelvormingBeginsel:Gebruikt de druk van een matrijs en een stempelpers om een metaalplaat in de matrijs plastic te vervormen, waardoor de gewenste vinvorm wordt verkregen, zoals getoond in figuur 1.voor de productie in grote hoeveelheden worden gewone vinstempelmachines of speciale punchpressen gebruikt.
Voordelen:Uiterst hoge productie-efficiëntie, geschikt voor grootschalige productie; relatief lage kosten; uitstekende consistentie.
Nadelen:Vereist op maat gemaakte matrijzen, wat resulteert in een hoge initiële investering; vinhoogte en dichtheid zijn beperkt; produceert meestal afzonderlijke vinnen die vervolgens aan een basisplaat moeten worden gebonden.Figuur 1 Vinnenpersvorming

2.RolvormingBeginsel:Een lange, dunne metalen strip (meestal van aluminium) wordt door een precieze reeks rollen geleid om continu te worden gebogen en gevouwen, waardoor een continue "zigzag" of golvende vinstrip wordt gevormd.zoals weergegeven in figuur 2.
Voordelen:Kan zeer hoge vinnen produceren met een minimale vinnenverschil, waardoor een groot warmteafvoeroppervlak per volume-eenheid wordt bereikt; hoge materiaalbenutting.
Nadelen:Relatief lage structuursterkte van vinnen, gevoelig voor vervorming; vereist ook binding aan een basisplaat.
Hoofdtoepassingen:Verwarmingsapparaten voor auto's, interkoelers, grote industriële warmtewisselaars.Figuur 2 Proces van het vormen van de vinnenrol

3.Skiving FormingBeginsel:Gebruikt een gevormd skiving gereedschap om een roterende basisplaat te “schrapen”, een deel van het metalen materiaal plastisch te vervormen en op te staan om geïntegreerde vinnen met de basisplaat te vormen, zoals weergegeven in figuur 3 en 4.
Voordelen:Vinnen en basisplaat zijn een geïntegreerde structuur zonder thermische weerstand tegen contact; in staat om continue vinnen met een hoge dichtheid te produceren; flexibel ontwerp.
Nadelen:Het vereist gespecialiseerde apparatuur, wat leidt tot een hoge initiële investering; het vereist een hoge materiaalductiliteit (geschikt voor koper en aluminium).
Hoofdtoepassingen:Hoge betrouwbaarheid, toepassingen met een hoge vermogendichtheid, zoals militaire elektronische apparatuur, luchtvaart, en sommige high-end plug-in-verwarmingsdozen.

Figuur 3 Geslepen aluminiumvinnen

Figuur 4 Geslepen koperen vinnen

4.ExtrusievormingBeginsel:Verwarmde aluminium- of koperen billets in een plastic toestand worden onder hoge druk door een matrix met een specifieke gevormde opening gedrukt, waardoor in één stap een warmteafvoerprofiel met geïntegreerde vinnen wordt gevormd.
Voordelen:Uitstekende thermische geleidbaarheid (geen thermische weerstand tegen contact); hoge structurele sterkte; in staat om complexe vaste vinvormen te produceren; kosteneffectief.
Nadelen:Beperkt door het extrusieproces kan de vleugelverhouding (hoogte tot afstand) niet te hoog zijn, anders wordt het een uitdaging voor de matrijzen en het proces; meestal produceren rechte vleugels.
Hoofdtoepassingen:De meest voorkomende methode voor de vervaardiging van warmtezuigers, die veel worden gebruikt in computer-CPU-koelers, LED-verlichting, warmteafvoer, koeling van stroomtoestellen, enz.

5. CastingprocesBeginsel:Het gesmolten metaal (meestal aluminiumlegering) wordt in een vormholte gegoten die de vinnenvormen bevat.
Voordelen:Extrem hoge ontwerpvrijheid, die zeer complexe vin- en basisstructuren met gebogen of onregelmatige vormen kan produceren; maakt geïntegreerd ontwerp mogelijk.
Nadelen:Hoge malkosten; productie-efficiëntie is lager dan bij extrusie; interne defecten zoals poriën kunnen in gietstukken voorkomen die de thermische geleidbaarheid beïnvloeden.
Hoofdtoepassingen:Scenario's met speciale eisen aan de vorm en structuur van de warmteafvoer, zoals bepaalde high-end koelcards voor grafische kaarten, motorcilinderblokken en complexe thermische beheermodules.

6.CNC-bewerkingBeginsel:Gebruikt een CNC-freesmachine om vinnen rechtstreeks uit een massief metaalblok te “snijden” door materiaal te verwijderen door freeswerk.
Voordelen:Hoogste precisie, met de mogelijkheid om vinnen van elke vorm en dunheid te bewerken; geen malen vereist, geschikt voor prototyping en kleine productie; uitstekende thermische geleidbaarheid (monolithisch materiaal).
Nadelen:aanzienlijk materiaalverspilling, hoge kosten; relatief lange bewerkingstijd.
Hoofdtoepassingen:Lucht- en ruimtevaart, militair, hoogwaardig wetenschappelijk onderzoek waar prestaties van cruciaal belang zijn en kosten niet het voornaamste probleem zijn; warmteafzuiger prototyping.

7.3D-printen / additieve vervaardigingBeginsel:Met behulp van metaal 3D-printtechnologie (bijv. Selective Laser Melting, SLM) wordt metaalpoeder geleidelijk gelaagd,rechtstreeks vervaardigen van geïntegreerde warmtezuigers met complexe interne stroomkanalen en externe vinnen.
Voordelen:maximale ontwerpvrijheid, die tot topologisch geoptimaliseerde structuren en conform koelkanalen leidt die niet met traditionele methoden kunnen worden bereikt;het uitstoten van de warmteafvoer tot het uiterste.
Nadelen:Extrem hoge kosten; beperkte afdrukgrootte; oppervlakte ruwheid kan relatief hoog zijn.
Hoofdtoepassingen:Geavanceerde technologische gebieden, zoals koeling op de chip van kunstmatige intelligentie, ruimtevaartvoertuigen, medische apparatuur, enz.