Kühlkörper mit geschälten Lamellen
Ein Kühlkörper mit geschälten Lamellen wird durch das Abschaben von Metall in dünne, dicht gepackte Lamellen hergestellt, wodurch die Wärmeübertragungsoberfläche für eine effiziente Kühlung erheblich vergrößert wird.
Was ist ein Skived-Fin-Kühlkörper?
Ein Kühlkörper mit geschälten Lamellen ist eine Art Wärmeableitungsvorrichtung, die in verschiedenen elektronischen und mechanischen Anwendungen weit verbreitet ist. Mit präzisen Schneidwerkzeugen wird die Oberseite eines Metallblocks (z. B. Aluminium oder Kupfer) in dünne Scheiben geschnitten. Anschließend werden diese Scheiben senkrecht zur Basis zurückgefaltet, um eine Lamellenstruktur zu bilden. Durch dieses Verfahren können eine hohe Lamellendichte und eine relativ geringe Lamellendicke erreicht und so die Wärmeableitung optimiert werden.
Im Gegensatz zu anderen Kühlkörpern, bei denen die Lamellen durch Schweißen oder Kleben mit der Basis verbunden werden müssen, besteht ein Kühlkörper mit geschälten Lamellen aus einem einzigen Stück Material. Dadurch entfällt die Verbindungsschnittstelle zwischen Basis und Lamellen, der Wärmewiderstand wird reduziert und die Wärmeübertragungseffizienz verbessert.
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Vorteile eines Kühlkörpers mit geschälten Lamellen?
Hohe Wärmeableitungseffizienz
Dank der hohen Lamellendichte und der großen Oberfläche kann die Wärmeableitungsfläche effektiv vergrößert und die Wärmeübertragung von der Wärmequelle an die Umgebung beschleunigt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Kühlkörpern aus stranggepresstem Aluminium weist es eine bessere Wärmeableitungsleistung auf.
Hohe Designflexibilität
Der Herstellungsprozess benötigt keine teuren Formen. Jede Lamelle wird einzeln zugeschnitten. Für die Herstellung dieses Heizkörpertyps wird lediglich eine Aluminiumplatte mit fester Breite und Höhe benötigt. Durch Berechnung der Höhe und des Abstands der Lamellen lässt sich die gewünschte Dicke der Aluminiumplatte für die frühzeitige Vorbereitung schnell bestimmen und erleichtert so die Anpassung an unterschiedliche Anwendungsanforderungen.
Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis
Da keine komplexe Formenherstellung erforderlich ist, reduzieren sich die Werkzeugkosten. Insbesondere bei kleinen Chargen kundenspezifischer Produkte ist dies sehr kosteneffizient. Im Hinblick auf das Forschungs- und Entwicklungsdesign ist es möglich, schnell Muster anzufertigen, um die Wärmeableitungsleistung des entworfenen Produkts zu überprüfen. Dies reduziert den Forschungs- und Entwicklungszyklus sowie die Kosten für Versuch und Irrtum erheblich.
Einige Parameter des Aluminiummaterials zur Herstellung eines Kühlkörpers mit geschälten Lamellen.
Materialparameter: Die Aluminiumlegierungen 1060, 6061 und 6063 zeichnen sich durch mittlere Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und gute Verarbeitbarkeit aus. Diese Materialien eignen sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Wärmeableitung und strukturelle Festigkeit. Je höher die Reinheit, desto besser die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Aluminium. Die Reinheit der für Kühlkörper verwendeten Aluminiumlegierungen liegt in der Regel über 99 %.
Flossenhöhe: Normalerweise zwischen 10 und 50 mm. Eine Erhöhung der Höhe kann den Wärmeableitungsbereich vergrößern, wird jedoch durch den verfügbaren Platz eingeschränkt, und eine zu hohe Höhe kann zu struktureller Instabilität führen.
Lamellendicke: Im Allgemeinen 0.1 – 2.0 mm. Dünnere Lamellen können die Anzahl der Lamellen erhöhen und die Wärmeableitungseffizienz verbessern, sind sie jedoch zu dünn, beeinträchtigt dies die Festigkeit.
Lamellenabstand: In der Regel 0.1 – 110 mm. Der Abstand muss die Wärmeableitung und die Luftzirkulation ausbalancieren. Ist der Abstand zu klein, behindert er den Luftstrom, ist er zu groß, reicht die Wärmeableitungsfläche nicht aus. Die Höhe einer Lamelle ist im Allgemeinen proportional zu ihrer Dicke.
Bei einer maximalen Dicke von 2.0 mm kann die Höhe 110 mm erreichen. Bei einer Dicke von 0.1 mm beträgt die maximale Höhe 10 mm. Aufgrund des Schaufelverfahrens ist die Vertikalität und Krümmung der Rippe mechanisch strukturell umso größer, je höher die Höhe ist. Insgesamt ist sie jedoch regelmäßig und beeinträchtigt den Diffusionsbereich des Kühlkörpers nicht.
Einige Parameter des Kupfermaterials zur Herstellung eines Kühlkörpers mit geschälten Lamellen.
Materialparameter:
Kupferlamellenkühlkörper aus hochwärmeleitfähigem Kupfer (C1100) oder sauerstofffreiem Kupfer (C102) werden üblicherweise für Chips mit hoher Leistungsdichte verwendet. Herkömmliche Server-CPUs benötigen derzeit diesen effizienten Kupferlamellenkühlkörper. Mit der zunehmenden Leistung von Service-Chips wird dieses Verfahren jedoch auch zur Herstellung von Mikrokanälen für flüssigkeitsgekühlte Platten eingesetzt.
Aufgrund der Eigenschaften von Kupfer können die Lamellen sehr dünn ausgeführt werden. In der Regel erreichen wir eine Dicke von 0.05 mm und einen Abstand von 0.05 mm. Aktuell beträgt die Dicke der von uns produzierten Lamellen in der Regel 0.1–0.2 mm und die Höhe 50 mm. Bei einer Dicke von 0.1–0.2 mm kann die Höhe der Lamellen im Allgemeinen 15–20 mm betragen, und die Lamellendicke beträgt 0.4–0.5 mm. Die Höhe beträgt 45–50 mm.
Kupfer ist korrosionsbeständig und bis zu einem gewissen Grad oxidations- und chemikalienbeständig, was die Lebensdauer von Kühlkörpern mit geschälten Lamellen verlängert. Gleichzeitig können wir die Oberflächen von Kupferkühlkörpern behandeln, in der Regel durch Passivierung und Vernickeln zur Oxidationsbeständigkeit oder durch Lackieren oder Elektrophorese. Die konkrete Situation hängt von den Einsatzbedingungen, der Umgebung und den tatsächlichen Anforderungen ab.
Kühlkörper mit geschälten Lamellen und Wärmerohren.
Ein Kühlkörper mit geschälten Lamellen wird üblicherweise mit Heatpipes kombiniert, um die Wärmeableitung deutlich zu verbessern. Dies liegt daran, dass die hochdichten Heizrohre von Schaufellamellenheizkörpern eine hohe Leitfähigkeit aufweisen. Die Kombination beider Komponenten kann ihre jeweiligen Vorteile nutzen und die Wärmeableitung effektiv verbessern.
Effiziente Wärmeübertragung: Heatpipes verfügen über eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit und können die Wärme schnell und gleichmäßig von der Wärmequelle zur Kühlkörpergrundplatte verteilen. Dadurch wird der Wärmewiderstand zwischen Wärmequelle und Kühler deutlich reduziert, die Wärmeableitungseffizienz verbessert und die Wärme anschließend an die Lamellen des Kühlkörpers mit geschälten Lamellen weitergeleitet. Durch Zwangskonvektion des Luftstroms wird die Wärme an die Luft übertragen.
Gute Temperaturgleichmäßigkeit: Das Wärmerohr kann die Wärme gleichmäßig an den Kühlkörper mit den geschälten Lamellen verteilen, wodurch eine lokale Überhitzung vermieden wird und der Kühler mit den Schaufellamellen die Wärme vollständig ableiten kann, wodurch Temperaturschwankungen der Wärmequelle wirksam reduziert werden.
Hohe Flexibilität: Heatpipes können je nach Anwendungsfall gebogen und angeordnet werden, wodurch sie sich besser an komplexe räumliche Strukturen und Wärmequellenverteilungen anpassen. Sie können optimiert und mit Schaufelrippenheizkörpern kombiniert werden, um flexiblere Wärmeableitungsdesigns zu erreichen.
Bereitstellung maßgeschneiderter Prozesskühlkörper mit geschälten Lamellen für Kunden
Dank fortschrittlicher Technologie zur Herstellung von Schälrippen und stabiler Produktionskapazität bietet Walmate Thermal seinen Kunden maßgeschneiderte Produktionsdienstleistungen für Schälrippenkühlkörper. Ob Präzisions-Wärmeableitungskomponenten in der Elektronik, effiziente Wärmemanagementkomponenten in der Automobilindustrie oder Temperaturregelmodule in medizinischen Geräten – alle Komponenten können präzise angepasst werden. Von der Anforderungskommunikation über die Lösungsentwicklung bis hin zur Produktionslieferung gewährleisten wir während des gesamten Prozesses eine strenge Qualitätskontrolle und erfüllen die individuellen Anforderungen unserer Kunden in verschiedenen Bereichen mit Professionalität und handwerklichem Können.
