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1. ヒートシンクの設計
スカイブフィン構造設計
フィンの形状とサイズ: 歯の形状は通常台形または長方形であり、高さ、厚さ、間隔などのパラメータは、特定の放熱ニーズと機器スペースに応じて最適化する必要があります。一般に、歯が高いほど放熱面積は増加しますが、空気抵抗は増加します。歯が薄くなると空気の循環が良好になりますが、放熱効率が低下する可能性があります。したがって、両者のバランスを取る必要があります。
フィン間隔: 適度な歯間隔により、空気がラジエーター内に完全に流れ、熱が奪われます。歯の間隔が小さすぎると、空気の流れと熱抵抗が低下します。歯の間隔が大きすぎると、放熱面積が減少します。一般に、歯間隔は2〜5mmが適切であり、正確な値は熱シミュレーション分析と実際のテストによって決定できます。
ヒートシンクフィンのレイアウト
フィン配置:一般的なフィン配置方法には、平行配置、千鳥配置、ルーバー配置などがあります。平行配置構造はシンプルで製造が容易ですが、空気の流れ抵抗が比較的大きいです。千鳥配置により、空気の流れと放熱効率が向上しますが、製造プロセスは比較的複雑です。ルーバー配置により、放熱面積を増やしながら空気を誘導して乱流を形成できるため、放熱効果がさらに高まりますが、コストが高くなります。さまざまなアプリケーションシナリオと放熱要件に応じて、適切なフィン配置を選択します。
フィンの高さと厚さ:フィンの高さと厚さは、放熱面積と空気抵抗に直接影響します。フィンの高さを上げると放熱面積が増えますが、空気の流れ抵抗とファンの負荷が増加します。フィンの厚さを薄くすると空気抵抗は減少しますが、フィンの強度と放熱性能に影響を与える可能性があります。したがって、設計プロセスではこれらの要素を考慮し、設計を最適化することでフィンの高さと厚さの最適な組み合わせを見つける必要があります。
2. 製造工程
スカイブフィン加工技術
切断: 従来のスカイブ フィン加工方法では、切削プロセスを使用して、旋盤やフライス盤などの装置を使用して原材料を目的のシャベルの歯形に加工します。この方法は加工精度は高いが効率が低く、小ロット生産や非常に高い精度が要求される場合に適しています。
押出: 押出プロセスは、加熱された金属ブランクを金型内で押し出し、一度に複数のスカイブ フィンを形成することにより、スカイブ フィンを製造する効率的な方法です。このプロセスは、生産効率が高く、コストが低く、製品品質が安定しているという利点があり、大量生産に適しています。押出プロセスでは、スカイブフィンの形状と寸法精度を確保するために、押出速度、温度、圧力などのパラメータを合理的に制御する必要があります。
表面処理プロセス
陽極酸化:陽極酸化は一般的に使用される表面処理方法であり、表面に緻密な酸化膜を形成することができます。ヒートシンク、ラジエーターの耐食性と表面硬度を向上させ、ヒートシンクの放熱性能も向上させます。陽極酸化膜の厚さは一般的に5〜20μmで、実際のニーズに応じて調整できます。
電気泳動コーティング:電気泳動コーティングは、電界の作用下でラジエーターの表面に塗料粒子を堆積させるコーティング方法です。この方法には、均一なコーティング、強力な接着力、優れた耐食性という利点があり、ラジエーターに優れた外観保護と装飾効果を提供できます。電気泳動コーティングのコーティングの厚さは通常10〜30μmで、さまざまな色や性能要件に応じて選択できます。
3. 材料の選択
基板材料
アルミニウム合金: アルミニウム合金は、一般的に使用される基材です。空冷式スカイブフィンヒートシンク、低密度、高熱伝導率、優れた加工性能という利点があります。一般的なアルミニウム合金グレードは 6063、6061 などであり、その中で 6063 アルミニウム合金は優れた押出性能を備えており、シャベル歯ラジエーターの製造に適しています。6061 アルミニウム合金は強度と硬度が高く、構造強度に対する要求が高い場合に適しています。
銅: 銅はアルミニウム合金よりも熱伝導率が高いですが、密度が高く、高価です。したがって、銅は、非常に高い放熱性能を必要とする一部のハイエンド機器や特別な機会によく使用されます。実際の用途では、コストと重量を削減するために、銅とアルミニウムの複合材料、つまり、アルミニウム合金マトリックスに銅板または銅管をはめ込んで、ヒートシンクの局所的な放熱能力を向上させることが使用されることがあります。
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