Од ЦНЦ прецизног резбарења до десет-хиљада-тона ливења под притиском, ови процеси су прави камен темељац перформанси одвођења топлоте.
Да ли сте се икада запитали зашто се неки хладњаци продају за десетине јуана, док други коштају хиљаде, иако су направљени од истог метала? Поред дизајна, кључан је и производни процес иза њега. Данас ћемо открити мистерију производње хладњака.
Када температура процесора рачунара порасте или се телефон загреје, хладњак ради нечујно. Али можда не знате да његов производни процес интегрише многе најсавременије{1}}технологије из модерне индустрије.
Разумевање ових не само да ће вас учинити искуснијим ентузијастом хардвера, већ ће вам такође дати увид у прецизан свет напредне производње.
01 Од дигиталног до физичког: Прецизност ЦНЦ-а
Први корак у модерној производњи хладњака често почиње са чврстим металним бланком. Како се трансформише у сложени облик приказан на цртежима дизајна? Овде долази ЦНЦ обрада.
Принцип је заправо прилично интуитиван: дизајнер креира 3Д модел на рачунару, а софтвер га конвертује у низ машински{1}}читљивих упутстава. Машина алат затим прецизно сече, буши и урезује метал у складу са овим упутствима.
ЦНЦ обрада није једна технологија, већ платформа. Најчешће примене су ЦНЦ глодање (алат се ротира, радни предмет остаје непомичан) и ЦНЦ стругање (обрадак се окреће, алат се помера).
За сложеније закривљене површине, потребна је више-осинска обрада. 3-осинска обрада је најосновнија, способна је само за обраду врха и страница; 4-осна обрада додаје могућности ротације, омогућавајући руковање бочним контурама; Машинска обрада са 5 оса може истовремено да обрађује из више углова, довршавајући производњу изузетно сложених делова као што су радна кола у једној операцији.
Током инжењерских такмичења на универзитету, провео сам безброј сати у центру за обуку, лично управљајући струговима и глодалицама до машина за делове. Осјећај постигнућа од претварања дизајнерских цртежа у физичке објекте остаје незабораван.
ЦНЦ обрада нуди изузетно високу прецизност, до нивоа микрометара, и одличну поновљивост. Због тога се често користи за израду прототипова хладњака или за завршно глодање-ливених и кованих база како би се обезбедила савршено равна контактна површина са чипом.
Наравно, има и недостатке: то је облик „субтрактивне производње“, која укључује одсецање значајне количине материјала, стварајући отпад. Међутим, за високе{1}}прецизне, мале-серијске или сложене структурне компоненте, ЦНЦ обрада остаје незаменљива.
Видео ефекти ЦНЦ машина алатки из фабрике за обраду метала која обрађује челичне делове - Кианку.цом
02 Екструзија алуминијума: кичма масовне производње
Ребра велике већине ваздушно{0}}хлађених хладњака на тржишту се производе коришћењем високоефикасног и економичног процеса-ектрузије алуминијума.
Замислите да цедите пасту за зубе: омекшана паста се обликује у дугачку траку кроз отвор цеви. Принцип екструзије алуминијума је сличан, само са много већом силом.
Прво, алуминијумска шипка се загрева на 400-500 степени (омекшава је, али одржава чврсту), затим се користе хиљаде тона хидрауличке силе да би се прогурала кроз отвор за матрице одређеног облика.
Ово производи континуирани профил са попречним-пресеком који је у складу са калупом, који се затим сече по потреби. Накнадна обрада може укључивати ЦНЦ глодање доње површине, бушење и урезивање.
Екструзија алуминијума је ниска-и веома ефикасна, што га чини посебно погодним за-стандардизовану производњу великих размера. Већина обичних ЦПУ хладњака-хлађених ваздухом и разних хладњака од алуминијумских профила које видите потичу из овог процеса.
Међутим, има ограничења: однос висине-према-дебљине пераја је ограничен, што отежава производњу изузетно танких и високих пераја, што у извесној мери ограничава побољшање густине дисипације топлоте.
Процес екструзије алуминијумског профила и принцип рада - Зхиху
03 ливење под притиском и ковање: Уметност калуповања у једном{1}} комаду
Када облик хладњака постане сложен, а не више само дугачка тракаста ребра, потребни су други процеси. Ливење под притиском и ковање су две уобичајене-технике ливења у једном комаду.
Ливење под притиском подразумева потпуно топљење алуминијумске легуре у течно стање, затим убризгавање у прецизни челични калуп великом брзином и притиском и брзо хлађење да би се формирао облик. Може да производи делове са сложеном структуром и јаким-интегритетом из једног дела, као што је спољна шкољка многих хладњака графичких картица.
Међутим, када се течни метал брзо охлади, унутра се лако могу формирати ситне поре или порозност скупљања, што може мало утицати на његову топлотну проводљивост.
Ковање је другачије; више личи на традиционално ковачко занатство, само прецизније. Алуминијумска гредица се загрева на одговарајућу температуру (још увек чврста), ставља у калуп, а затим удари или стисне под огромним притиском како би се испунила шупљина калупа.
Пошто укључује пластичну деформацију у чврстом{0}} стању, метална зрна се сабијају до гушће густине и тече ефикасније. Због тога, ковани делови обично имају компактнију структуру, а њихова механичка чврстоћа и топлотна проводљивост су често супериорнији у односу на- ливене делове.
Једноставно поређење: ливење под притиском је попут „сипања у калуп“, погодно за сложене облике; ковање је као "прешање у калупу", генерално нуди боље перформансе, али нешто мање разноврсности у сложености облика.
Радијатори ливени под притиском - Веифанг Хуапенг Елецтрониц Радиатор Цо., Лтд. Радијатори ливени под притиском
Ковани радијатори
04 Штанцање: Револуција у ефикасности на танким листовима
Радијатори захтевају не само базу и ребра већ и бројне помоћне делове. Овде долази жигосање.
Ово је хладан{0}}процес рада који користи пресу за бушење и калупе за притисак на металне лимове, што доводи до њиховог одвајања или деформисања да би се добили жељени делови. Има две главне употребе у производњи радијатора.
Први је производња самих ребара за расипање топлоте. Многа густа ребра на радијаторима средњег{1}}до-високог-хлађених{4}}ваздухом класе, са различитим механизмима за закључавање ребара и каналима за проток ваздуха, су утиснута. Ово даје дизајнерима већу слободу, нешто што је тешко постићи екструзијом алуминијума. Друга је производња различитих структурних компоненти. То укључује металне држаче за причвршћивање хладњака, седишта са опругама и челичне копче за причвршћивање вентилатора. Они су обично штанцани од челика више{9}}чврстоће или нерђајућег челика.
Штанцање је изузетно ефикасно; модерне{0}}пресе за штанцање велике брзине могу да произведу стотине или чак хиљаде идентичних делова у минути. Када се калуп направи, цена по делу је веома ниска након амортизације, што га чини изузетно погодним за масовну производњу.
Међутим, сами калупи су скупи за дизајн и производњу и могу се користити само за танке лимове, а не за чврсте, тешке делове. Стога је погодан само за масовну производњу, а не за израду прототипа.
Шта је штанцање? Ови анимирани ГИФ-ови су веома интуитивни. Схватите процесе аутомобилског штанцања у секунди. Обука за аутоформирање, курсеви за обуку за анализу аутоформа, симулација аутоформирања калупа...
05 Размишљање о будућности
Како потрошња енергије чипа наставља да расте, изазови дизајна одвођења топлоте су све већи. Појављују се нови материјали и решења као што су течно хлађење, распршивачи топлоте и графен. Које нове захтеве постављају производним процесима?
У напредној производњи, ови процеси се такође стално спајају и развијају. На пример, 3Д штампање (адитивна производња) почиње да истражује стварање ултра-сложених унутрашњих канала протока у хладњацима које је тешко постићи коришћењем традиционалних процеса.
Можда у будућности хладњаци које видимо више неће бити склопови од више делова, већ интегралне функционалне јединице помно дизајниране од микроструктуре до макроскопске форме, „узгојене“ или штампане у једном процесу.
Шта мислите, који процес има највећи потенцијал да пробије тренутно уско грло у ефикасности одвођења топлоте? Или сте се сусрели са неким импресивним специјалним дизајном за расипање топлоте? Слободно поделите своје увиде у одељку за коментаре.
