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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、特定の熱放散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、歯が高いほど熱放散面積を増やすことができますが、空気抵抗は増加します。歯が薄いと空気の循環が良好になりますが、熱放散効率が低下する可能性があります。したがって、2つの間でバランスをとる必要があります。
フィンの間隔:適度な歯の間隔により、空気がラジエーター内を完全に流れ、熱を奪います。歯の間隔が小さすぎると、空気の流れと熱抵抗が悪くなります。歯の間隔が大きすぎると、放熱面積が小さくなります。一般的には、歯の間隔は2mmから5mmが適切で、正確な値は熱シミュレーション解析と実試験で決定できます。
ヒートシンクフィンレイアウト
フィンの配置:一般的なフィンの配置方法には、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簡単ですが、空気の流れ抵抗は比較的大きいです。ずらして配置すると、空気の流れと熱放散効率が向上しますが、製造プロセスは比較的複雑です。ルーバー配置は、放熱面積を増やしながら空気を乱流を形成するように導くことができ、放熱効果がさらに高まりますが、コストは高くなります。さまざまなアプリケーションシナリオと熱放散要件に応じて、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、熱放散面積と空気抵抗に直接影響します。フィンの高さを高くすると、放熱面積を増やすことができますが、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、空気抵抗を減らすことができますが、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により、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. 製造プロセス
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、切削加工を使用して、旋盤やフライス盤などの装置を通じて原材料を目的のショベル歯形に加工します。加工精度は高いが効率は低いため、小ロット生産や極めて高い精度が求められる場面に適しています。
押し出し:押し出しプロセスは、加熱された金属ブランクを金型内で押し出して一度に複数のスキ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。このプロセスには、高い生産効率、低コスト、安定した製品品質という利点があり、大量生産に適しています。押出プロセスでは、スキ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改善し、ヒートシンクの放熱性能も向上させます。陽極酸化フィルムの厚さは一般的に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、電界の作用下で塗料粒子がラジエーターの表面に堆積す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、強力な接着性、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、さまざまな色と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のグレードは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持ち、ショベルトゥース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、構造強度の要件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。そのため、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。実用化では、コストと重量を削減するために、銅-アルミニウム複合材料の基材、すなわち、銅シートまたは銅管をアルミニウム合金マトリックスにはめ込み、ヒートシンクの局所的な熱放散能力を向上させることが行われることがあります。
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