Dissipatore di calore per profili di estrusione di alluminio

Dissipatore di calore in alluminio estruso

I dissipatori di calore con profili estrusi in alluminio sono noti anche come estrusione di dissipatori di calore o dissipatori di calore con profili in alluminio estruso.

La tecnologia del dissipatore di calore per estrusione di alluminio consiste nel riscaldare i lingotti di alluminio a 520~540 gradi ad alta temperatura, ad alta pressione per consentire al liquido di alluminio di fluire attraverso lo stampo di estrusione del dissipatore di calore con scanalature, per realizzare il materiale del dissipatore di calore estruso. Quindi, dopo aver tagliato il materiale di estrusione del dissipatore di calore, viene realizzato il dissipatore di calore in alluminio estruso che vediamo spesso.

La tecnologia dei dissipatori di calore per estrusione di alluminio è facile da realizzare e il costo delle apparecchiature è relativamente basso, quindi è stata ampiamente utilizzata nel mercato di fascia bassa negli anni precedenti.

Perché l'alluminio è la scelta migliore come materiale del dissipatore di calore?

In primo luogo, la conduttività termica è la prestazione più importante nella scelta del materiale del dissipatore di calore e materiali diversi hanno una conduttività termica diversa.

I materiali del dissipatore di calore possono essere diamante, argento, rame, alluminio, acciaio, ecc. È possibile visualizzare la loro conduttività termica di conseguenza come segue:

Ovviamente, il diamante ha un'eccellente conduttività termica. Il diamante non conduce elettricità e gli elettroni non possono muoversi liberamente, quindi la sua conduttività termica deriva essenzialmente dalla propagazione delle vibrazioni dell'atomo di carbonio (cioè dei fononi).

A causa della piccola massa di atomi di carbonio e del forte legame carbonio-carbonio, la propagazione delle vibrazioni nel diamante è molto uniforme. Per questo motivo, la conduttività termica del diamante è eccellente, quasi la più alta e quasi 5 volte quella dell'argento.

Il diamante non solo ha una conduttività termica ultraelevata, ma ha anche eccellenti proprietà meccaniche, ottiche, acustiche, elettriche e chimiche, che lo rendono significativamente superiore ad altri materiali in termini di dissipazione del calore dei dispositivi optoelettronici ad alta potenza.

Naturalmente, il costo del diamante è estremamente elevato, il che lo rende non il materiale preferito per i comuni dissipatori di calore.

Il metallo con la migliore dissipazione del calore è l'argento, ma è molto morbido, il che non favorisce la produzione di dispositivi ad alta densità come i dissipatori di calore.

Essendo un metallo prezioso, l'oro non è un materiale adatto per dissipare il calore a causa del suo costo elevato. Il materiale più economico è il ferro, ma la sua conduttività termica è solo un terzo di quella dell’alluminio, che non è il materiale principale dei dissipatori di calore.

Questi fattori hanno portato all’attuale utilizzo del rame o dell’alluminio come materiali principali per i dissipatori di calore.

Il rame ha una migliore conduttività termica rispetto all'alluminio. Tuttavia, quando si considera la conduttività termica, il costo è un altro fattore che non può essere ignorato. La conduttività termica del rame è doppia rispetto a quella dell'alluminio, ma la sua densità è tre volte superiore a quella dell'alluminio. Ciò significa che il peso di un dissipatore di calore che fornisce un flusso di calore simile nel rame aumenterà di circa il 50%.

In realtà, molti dissipatori di calore in rame sono sovrappeso oltre i limiti di peso previsti dalla progettazione. Quando si calcola il costo per tonnellata (il rame è attualmente circa 3,5 volte il costo dell'alluminio), si scopre che il costo del rame sarà molto più elevato di quello delle soluzioni in alluminio per lo stesso design del dissipatore di calore.

Quale lega di alluminio dovresti utilizzare per i tuoi dissipatori di calore?

La conduttività termica dell'alluminio puro è 237 W/m•K, ma l'alluminio puro ha proprietà meccaniche relativamente morbide, quindi la lega di alluminio viene solitamente utilizzata come materiale del dissipatore di calore.

La maggior parte di noi prenderà in considerazione innanzitutto l'utilizzo di serie ad alta conduttività termica, come l'alluminio 1050, che offre un valore di conducibilità termica di 229 W/m•K. Tuttavia, questa lega è meccanicamente troppo morbida per i dissipatori di calore.

La scelta migliore sono le leghe della serie 6000 per i dissipatori di calore. Queste leghe sono ampiamente disponibili, sono abbastanza resistenti e tendono a estrudere bene. Il grafico seguente mostra un confronto.

Le leghe come 6061 e 6063 sono tra le più comuni nella serie 6000. Sono comuni per l'estrusione in generale. E entrambi funzioneranno abbastanza bene per i dissipatori di calore.

Caratteristica:

1. Più efficiente dello stampaggio del dissipatore di calore

2. Maggiore risparmio sui costi rispetto alla lavorazione meccanica

3. Esistono varie forme e dimensioni standard

4. Facilmente personalizzabile rispetto all'accendino in rame, evidenti vantaggi

Quali parametri sono necessari per selezionare il giusto dissipatore estruso?

Modellazione termica: la modellazione termica ti aiuterà a scegliere il dissipatore di calore con le prestazioni di cui hai bisogno. Puoi utilizzare un software per computer o chiedere al tuo fornitore di modellare.

Materiale: i dissipatori di calore possono essere realizzati in leghe di alluminio. Il materiale dovrebbe avere un'elevata conduttività termica. Le leghe di alluminio sono più comunemente utilizzate poiché sono durevoli e hanno buone proprietà termiche.

Pinne: le pinne possono avere diversa disposizione, forma, dimensione e posizione. Ciascuna disposizione può influenzare le prestazioni del dissipatore di calore. Ad esempio, i perni svasati forniscono una superficie maggiore per la dissipazione del calore.

Efficienza delle alette: le alette assorbono il calore dal dispositivo e lo trasferiscono all'aria o al fluido. Puoi aumentare l'efficienza delle pinne in molti modi. Ad esempio, puoi aumentare le proporzioni o ridurre la lunghezza delle alette.

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