Радиаторы высокоточной штамповки (ковки)

В радиаторной промышленности исторически доминируют экструдированные и литые радиаторы. Но поскольку электроника становится более компактной и мощной, инженеры ищут более эффективное решение для рассеивание тепла в меньшем пространстве. Радиаторы, изготовленные методом высокоточной штамповки в последнее время начали набирать высокую популярность в связи с уникальными характеристиками, которые описаны в данной статье.

Радиаторы, изготовленные из цельного куска металла всегда более эффективны, чем радиаторы где ребра соединены с основанием. Самые распространенные способы производства из цельного куска металла:

• Литье под давлением
• Механическая обработка на станке
• Штамповка

Преимущества и недостатки каждого метода описаны ниже. Изготовление на станке наиболее часто подходит для прототипов, либо серий небольших по объему.

Теплопроводность

Литье под давлением является эффективным способом для формирования сложных форм, однако, так как расплавленный металл охлаждается в матрице, то создается большая пористость. Пористость ослабляет структуру, ингибирует тепловые характеристики.

Экструзия является наиболее эффективной для создания линейных форм. Металл нагревают до состояния, пока сформируется матрица, при этом структура материала получается неравномерной. Этот фактор приводит к снижению тепловых характеристик.

Штамповка является наиболее эффективным методом для формирования сложных форм, а также обладает уникальными термальными преимуществами. Процесс происходит под высоким давлением, который управляет структурой зерна, что приводит к улучшенной тепловой производительности.

В приведенной ниже таблице сравниваются тепловые характеристики из трех идентичных форм, литье, экструдирование и штамповка.

По таблице видно, что штампованный радиатор имеет большую теплопроводность по сравнению с литым и экструдированным аналогом. Штампованный радиатор дает 14% улучшение по сравнению с экструдированным аналогом и 62% улучшение по сравнению с литым аналогом.

Увеличение площади поверхности

Увеличение площади поверхности стока тепла почти всегда приводит к улучшению тепловых характеристик. Это не всегда так, так как если ребра близко друг к другу, то они ингибируют поток воздуха.

Количество ребер при экструзии всегда будет ограничено шириной у основания и соотношением сторон ребер. Эти ограничения по своей сути ограничивают площадь поверхности.

Штампованные ребра могут быть сделаны практически идеально прямыми, что позволяет увеличить количество ребер на квадратный дюйм. Ребра могут также быть сформированы в форме эллипса. Из этого следует, что увеличение площади поверхности также может быть важным фактором в улучшении тепловых характеристик.

Штампованный радиатор увеличивает площадь поверхности на 18% без увеличения размера и веса. В результате происходит и улучшение тепловых характеристик.

Меньше операций при изготовлении - меньше стоимость

Считается, что чем больше операций производится при изготовлении радиатора, тем в итоге больше его стоимость.

Как мы писали ранее, процесс экструзии является линейным и это ограничивает конструкцию радиатора. Вторичные операции при механической обработке могут быть использованы для добавления отверстий, фасок, скрепок и т.п., однако эти операции увеличивают время цикла и стоимость готовой детали.

Процесс штамповки имеет некоторые ограничения к формированию формы и конструкции ребер. Штампованная часть формируется в двух измерениях внутри специального механизма. Для создания сложной формы нет необходимости в дополнительных операциях. Отверстия, фаски, булавки, эллиптические ребра, и т.д. создаются в механизме в одной операции.

Заключение

Штампованные радиаторы имеют несколько важных преимуществ по сравнению с механически обработанными, литыми и экструдированными радиаторами. Повышенная тепловая производительность в сочетании со способностью к расширению площади поверхности без увеличения размера радиатора является уникальным преимуществом. Данный фактор особенно важен в условиях ограниченного пространства и/или где малый вес имеет решающее значение для продукта.

Высокоточная штамповка, также позволяет изготовлять сложные формы, такие как эллиптические ребра, шахматные ребра, круглые массивы и т.д. внутри механизма. Эти особенности не могут быть достигнуты при экструдированном производстве или производстве под литьем.

Наконец, радиаторы высокоточной штамповки зачастую могут быть изготовлены с меньшими затратами, так как большинство операций могут быть выполнены в механизме, где количество вторичных операций снижается.

Штамповка также является наиболее эффективным способом для формирования меди. Медь трудно прессовать, поскольку она должна быть нагрета до высокой температуры, чтобы произошло ее смягчение. Вторичные операции обработки также привести к увеличению отходов. Ковка - холодный процесс, и медные радиаторы могут быть сформированы с минимальными отходами.