Dvoma najväčšími nákladovými faktormi pri výrobe chladiacich platní kvapalinou sú požiadavky na tepelnú vodivosť a ročný dopyt, ktoré tepelní inžinieri a výrobní inžinieri zvyčajne nekontrolujú alebo vôbec nekontrolujú. Môžete však znížiť náklady tým, že pochopíte, ako drsnosť, rovinnosť, tvrdosť, morfológia povrchu, inštalačné charakteristiky a špecifikácie kvapalinového spojenia ovplyvňujú náklady na chladiace dosky.
Väčšina dosiek chladených vodou je vyrobená z hliníka, ale niektoré nové technológie používajú meď. Hoci má meď lepšiu tepelnú vodivosť, hliník sa používa častejšie, pretože je zvyčajne lacnejší, ľahší a ľahšie sa používa.Spracovanie medi je veľmi náročné a drahé.
Dve najpopulárnejšie technológie hliníkových studených dosiek v súčasnosti sú zabudované tubu a vákuové spájkovanie.
Studená platňa zapustenej rúrky je zvyčajne medená alebo nerezová rúrka zalisovaná do drážky hliníkového profilu. Majú vynikajúce cenové výhody a poskytujú vynikajúce chladiace riešenia pre zariadenia so strednou a nízkou hustotou výkonu.
Studená platňa na vákuové spájkovanie sa vzťahuje na kovovú platňu vyrobenú spracovaním dvoch kusov s vnútornými kanálmi a rebrovými štruktúrami a ich následným utesnením vo vákuovej komore na ohrev. Prídavný kov s nižšou teplotou topenia sa kapilárnym pôsobením za zodpovedajúcich procesných podmienok nataví do spoja studenej dosky a obe dosky s vnútornými kanálmi a rebrovými štruktúrami sa spoja do vnútorného prietokového kanála.
Po vyššie uvedených faktoroch sú najväčšími faktormi, ktoré ovplyvňujú náklady hliníkových studených platní, čas spracovania a ďalšie kroky spracovania. Výrobcovia chladiacich dosiek majú zvyčajne náklady súvisiace s časom spracovania, vrátane nákladov na odpisy strojov, napájacích zdrojov, spotrebného materiálu a údržby. Preto čím dlhšie je chladiaca platňa umiestnená vo výrobnom zariadení, tým vyššie sú náklady. Každý ďalší krok spracovania bude naďalej zvyšovať náklady.
(1) Extrudované diely a tlakové odliatky
Aby sa minimalizoval čas spracovania a znížili náklady, je najlepšie čo najviac využívať extrúziu a odlievanie. Extrúzia sa vytvára pretláčaním kovu cez formu, aby sa vytvoril objekt s pevným prierezom. Forma použitá na nové vytláčanie je relatívne lacná a veľkosť vytláčania je obmedzená na šírku približne 9 palcov (22.86 centimetrov). Hrúbka steny extrúzie musí byť relatívne konzistentná a každý kanál alebo prvok musí byť rovný. Výrobcovia môžu tiež kombinovať extrúziu a obrábanie, aby znížili náklady.
Určité prvky môžu byť vytláčané a potom môžu byť spracované zložitejšie prvky. Pomôže to znížiť náklady na vytláčanie za predpokladu, že pri navrhovaní plechu zohľadníte charakteristiky vytláčania.
Ďalšou možnosťou je kombinovať odlievanie a obrábanie na výrobu studených plechov. Napríklad, ak odlievanie nie je dostatočne hladké, je potrebná druhá operácia na dosiahnutie požadovanej špecifikácie rovinnosti pre studenú platňu.
Zvyčajne je minimálne nákupné množstvo na extrúziu alebo odlievanie veľmi vysoké, takže ich musíte správne aplikovať, aby ste odôvodnili použitie týchto procesov. Vytláčanie aj odlievanie môžu ušetriť značné množstvo nákladov.
(2) Drsnosť povrchu
Drsnosť povrchu (hladkosť) môže výrazne zvýšiť náklady, ale má malý vplyv na výkon. Na rozdiel od názorov niektorých ľudí má drsnosť relatívne malý vplyv na tepelný výkon studených platní.
Vo väčšine aplikácií je povrchový kontakt medzi tekutou studenou doskou a komponentom menší ako 10 % alebo vzduchová medzera presahuje 90 %. Hladší povrch len mierne zníži percento vzduchovej medzery. Povrchová úprava typickej opracovanej studenej dosky je 32-64 μ in (81-163 μ cm), čo je dostatočné pre väčšinu aplikácií. Použitie štandardného obrábacieho centra môže znížiť drsnosť na 16 μ in (41 μ cm), ale to si vyžaduje robustnejší prípravok, aby sa znížilo akékoľvek potenciálne chvenie a pomalá rýchlosť obrábacej hlavy a rýchlosť posuvu. Zníženie rýchlosti a rýchlosti posuvu znamená, že obrábanie čas centra je dlhší, čím sa zvyšujú náklady.
Väčšina aplikácií používa materiály tepelného rozhrania (TIM) medzi komponentmi alebo doskami plošných spojov a chladiacou doskou, aby sa minimalizovali medzery. TIM by mal byť čo najtenší, pretože jeho relatívne vysoký tepelný odpor výrazne maskuje akékoľvek zlepšenie vodivosti hladším povrchom. Zvýšenie upínacej sily komponentov alebo dosiek na studených doskách môže tiež pomôcť vyrovnať vyššiu drsnosť, ale môže zvýšiť napätie na doskách alebo komponentoch. Keď sa studená platňa a komponenty alebo obvodová doska zahrejú, upínacie napätie môže tiež zvýšiť účinok nesúladu koeficientu tepelnej rozťažnosti.
(3) Hladkosť povrchu
V porovnaní s drsnosťou povrchu má hladkosť povrchu väčší vplyv na tepelný výkon studených dosiek, pretože ak studená doska nie je hladká, kontaktná plocha sa výrazne zníži. Štandardná špecifikácia rovinnosti je {{0}}.001 palec na palec (0.003 centimetrov na centimeter). Preto v rozsahu jedného palca od bodu merania nebude najnižší bod studenej platne o 0,001 palca (0,003 centimetra) nižšie ako najvyšší bod. Ak sa požaduje, aby rovinnosť bola lepšia ako 0,001 palca na palec (0,003 centimetra na centimeter), jednou z nákladovo efektívnych metód je špecifikovať miestnu rovinnosť a nie tesnú rovinnosť celej dosky.
(4) Tvrdosť
Liate, extrudované alebo vákuovo spájkované plechy za studena sú po spracovaní veľmi mäkké, zvyčajne s tvrdosťou iba T{0}}. Studené plechy musia byť vytvrdené, pretože mäkký hliník sa ťažko spracováva a manipuluje s ním. Pre zvýšenie tvrdosti z T0 na T4 je potrebné vykonať tepelné spracovanie na studenej platni. Proces tepelného spracovania zahŕňa zahriatie studenej platne na 1000 stupňov F (538 stupňov C), pričom sa nechá zotrvať pri tejto teplote približne 1 hodinu na palec hrúbky studenej platne a potom sa vystaví tepelnému šoku rýchlym ochladením. Jedným zo spôsobov chladenia studenej platne je jej priame vysadenie z pece a jej umiestnenie do vodného kúpeľa. Aby sa studená platňa dostala z T4 do T6, musí sa na studenej platni vykonať umelé starnutie. To sa dosiahne umiestnením studenej platne pri teplote 300 stupňov F-400 stupňa F (149 stupňov C-204 stupňov C) na 8-16 hodín. T6 poskytuje veľmi tvrdé studené platne s vysokou pevnosťou v ťahu, čo je typická požiadavka pre vojenské a letecké aplikácie. Pre väčšinu aplikácií je však už T4 dostatočne obtiažna a špecifikácia T6 len zvýši zbytočné náklady.
(5) Inštalačné prvky/otvory
Ďalším faktorom zvyšujúcim náklady pri výrobe studených plechov je nárast otvorov. Diera môže zvýšiť náklady na chladiacu platňu až o 3 doláre. Jedným z hlavných dôvodov zvýšených nákladov na vŕtanie je nemožnosť vyvŕtať otvory v dráhe tekutiny. Preto je pre rúrkové studené dosky potrebné ohýbať rúry, aby sa zmestili otvory, a každý ohyb zvýši náklady. Pre vákuové spájkovanie studených platní musí byť v dráhe tekutiny vytvorený ostrovček, čo znamená aj vykonávanie elektrického výbojového obrábania (EDM) na vnútorných rebrách. To výrazne predĺži čas spracovania, čím sa zvýšia náklady.
Prísne tolerancie polohy a rozstupov otvorov môžu tiež zvýšiť náklady. Primeraná špecifikácia tolerancie je ± {{0}}.005 palcov (± 0,013 centimetra). Rovnako ako rovinnosť, čo najväčšie špecifikovanie miestnych tolerancií zníži náklady. Pri veľkých studených platniach s dierami relatívne ďaleko od seba sa tolerancie ťažšie udržujú. Jedným z dôvodov je, že tolerancia obrábacieho stroja rastie s predlžovaním vzdialenosti pohybu hlavy. Ďalším dôvodom je, že v obrábacej dielni môže byť teplotný gradient až 18 stupňov F (10 stupňov C), čo môže spôsobiť roztiahnutie alebo stiahnutie studenej dosky až o 0,005 palca (± 0,013 centimetra). Pri priechodných otvoroch je najjednoduchšie určiť prísnejšie tolerancie, pretože ich vytváranie sa vykonáva pomocou operácie s jedným nástrojom, zatiaľ čo pri závitových otvoroch je menej pravdepodobné, že budú mať tolerancie, pretože na ich výrobu sú potrebné dva nástroje. Špirálový olej je najťažšie tolerovaný, pretože proces vyžaduje závitový otvor a samotný špirálový olej má tolerancie. Všetky tolerancie sa sčítavajú, aby bola výroba zložitejšia a drahšia. Znížiť náklady môže aj to, že sa vyhnete malým závitovým otvorom. Otvory s veľkosťou 4-40 alebo menšie sa ťažko vŕtajú, pretože závitník sa môže počas vŕtania zlomiť. Aby sa tento problém čo najviac minimalizoval, rýchlosť chodu stroja musí byť oveľa nižšia. Jednou z metód riešenia prísnych požiadaviek na toleranciu pre studené dosky je zväčšenie veľkosti montážnych otvorov na komponentoch alebo doskách plošných spojov.
(6) Pripojenie kvapaliny
Pri kvapalinových spojeniach majú zvyčajne najlepší účinok priame závitové O-krúžkové vnútorné porty. Okrem zváracieho systému poskytuje aj najlepšie tesnenie pri najnižších nákladoch. Potrubné spoje (napríklad spoje NPT) nemôžu poskytnúť požadovanú presnosť pre komponenty, ako sú studené platne. Pri vákuovom spájkovaní studených dosiek sa treba vyhnúť použitiu vonkajších závitových tvaroviek, ako sú ostne alebo obruby, pretože na pripojenie tvaroviek sú potrebné iné operácie (napríklad zváranie). Okrem toho je potrebné počas prepravy chrániť príslušenstvo mimo chladiacej platne, čo môže zvýšiť náklady na balenie. Rýchle odpojenia by sa mali používať iba v prípade potreby, pretože ich cena za pár môže dosiahnuť až 75 USD0. Studené dosky alebo elektronické zariadenia, ktoré vyžadujú častú výmenu, je potrebné rýchlo odpojiť. Pre studené platne, ktoré sú už naplnené chladiacou kvapalinou, sú tiež potrebné. V prípade kvapalných spojení je ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť, tolerancia portu. Zvyčajne má prichádzajúce potrubie určitý stupeň flexibility. Primeraná tolerancia je medzi ± 0.030 palca (0,076 centimetra) a ± 0,060 palca (0,152 centimetra).
Populárne Tagy: faktory ovplyvňujúce náklady na chladiacu dosku, Čína, dodávatelia, výrobcovia, továreň, prispôsobená, bezplatná vzorka, vyrobená v Číne
