Tecnología, ventajas y aplicación del disipador de calor Skiving

En los últimos años, con el continuo desarrollo de la tecnología y los cambios en el mercado de aplicaciones, el método de mecanizado y conformado de dentados ha atraído cada vez más la atención de los profesionales de la industria. Ha surgido un gran número de fabricantes especializados en la producción de equipos dentados CNC, y los clientes finales, especialmente para productos como radiadores refrigerados por agua, también han comenzado a aplicar ampliamente productos dentados.

 

¿Por qué el skiving disipa el calor?

1. Los disipadores de calor de corte pueden lograr dientes de alta densidad y formación de material integral con un proceso simple.
Los disipadores de calor de corte utilizan un solo bloque de material (como cobre o aluminio) y cortan aletas de enfriamiento de alta densidad con una máquina dentada dedicada mediante un proceso de dentado de radiador de alta precisión. La estructura incluye dentados de alta densidad, aletas de aletas altas y aletas de enfriamiento ultralargas. Los disipadores de calor biselados superan las limitaciones de las relaciones tradicionales entre espesor y longitud de los radiadores y pueden producir radiadores con dientes de alta densidad. Las aletas y la base son "integrales". Debido a que la base y las aletas del disipador de calor son integrales, sin otra resistencia térmica, y debido a la alta pureza del material dentado, la eficiencia de las aletas de enfriamiento dentadas es mucho mayor que la de los radiadores soldados. La conductividad térmica también puede alcanzar un nivel comparable al de los perfiles.

 

2. Pequeña inversión, umbral técnico bajo y rápida realización de la producción en masa.
El proceso de dentado depende principalmente del equipo, y el equipo actualmente está muy maduro. Agregar una línea dentada a una fábrica de procesamiento de radiadores en general es una tarea sencilla. Esto ha llevado a un fuerte aumento en la capacidad de producción de procesamiento de dentado dentro de la industria, satisfaciendo la demanda de productos de disipación de calor en grandes cantidades y en diversos campos.

 

 

Procesamiento del disipador de calor de skiving

Haciendo referencia al diagrama anterior, el flujo de trabajo de procesamiento para la fabricación de disipadores de calor es el siguiente:

1. Selección de materiales: normalmente se elige en función de los requisitos del radiador y se utilizan perfiles para maximizar la eficiencia del material.

 

2. Corte: Adaptado a las dimensiones del producto, ya sea creando un producto por molde o varios productos por molde. Esto puede implicar operaciones continuas o individuales.

 

3. Mecanizado CNC: este paso incluye fresar piezas innecesarias, fresar ranuras para anillos de sellado y otros procesos relevantes.

 

 

4. Dentado con máquina dentada CNC: Utilizando una máquina dentada de control numérico para crear dentados en el material.

 

5. Laminado (o aplanamiento) de engranajes: Generalmente se realiza en una máquina laminadora de engranajes.

 

6. Mecanizado CNC secundario: Siguiendo los requisitos de los dibujos del producto, este paso implica fresar los dientes de los bordes, perforar orificios en el medio, crear espacios vacíos, revestir superficies, mecanizar orificios roscados y crear posiciones de fijación.

 

7. Tratamiento superficial: este paso implica aplicar tratamientos superficiales según las especificaciones del producto.

 

Beneficios de producir aletas de disipador de calor mediante el proceso de dentado

1. Mayor densidad de aletas del disipador de calor (dientes más delgados y menor espacio entre dientes):
Las aletas dentadas del disipador de calor exhiben una mayor densidad de aletas, lo que aumenta el área de superficie de intercambio de calor dentro de un volumen limitado. A diferencia de las limitaciones de los procesos de extrusión y moldes perfilados, el dentado permite espesores y espacios de dientes significativamente menores. Con maquinaria de precisión, se pueden lograr espesores y espacios entre dientes tan pequeños como 0.05.

 

2. Aletas del disipador de calor más altas:
La altura de los dientes de las aletas dentadas del disipador de calor puede alcanzar hasta 120 mm, potencialmente incluso más según las capacidades teóricas del proceso, cumpliendo plenamente con los requisitos de producción para la mayoría de los disipadores de calor en diversas aplicaciones.

 

3. Aletas dentadas más delgadas y precisas:
Como se mencionó en el primer punto, las aletas más delgadas y espaciadas más pequeñas contribuyen a un radiador más liviano y eficiente.

 

 

4. Base y aletas integradas, sin resistencia térmica adicional y estructura más confiable:
Las aletas dentadas del disipador de calor están dentadas directamente sobre el material base, preservando el 100% de la eficiencia de disipación de calor original sin riesgo de aflojamiento o desprendimiento, mejorando la confiabilidad del funcionamiento de la máquina. Por el contrario, las aletas de soldadura pueden sufrir conexiones deficientes, lo que aumenta la resistencia térmica.

 

5. Alta compatibilidad de las aletas dentadas del disipador de calor:
Los disipadores de calor de corte están moldeados en una sola pieza, lo que ofrece amplias posibilidades de posprocesamiento. Se pueden combinar con procesos como tubos de cobre integrados para mejorar el rendimiento de disipación de calor. Ya sea que utilice soldadura blanda o dura, puede adaptarse al aumento de temperatura correspondiente durante el proceso de fabricación.

 

6. Adecuado para producción en masa:
Con mejoras continuas en el rendimiento de las máquinas dentadas y el refinamiento de materiales, el proceso ahora es adecuado para la producción a gran escala.

 

7. Compatibilidad de materiales:
Los materiales conductores térmicos comunes, como el cobre, el aluminio y diversas aleaciones, pueden someterse a un procesamiento dentado. Además, existen casos de producción en masa utilizando materiales compuestos de cobre y aluminio.

 

8. Diversos tipos estructurales:
Además del dentado estándar de un solo lado, los procesos de dentado pueden crear dentados de doble cara, dentados de cuatro lados en estructuras tubulares, dentados circulares y dentados irregulares. La tecnología actual puede cumplir con los requisitos de diseño estructural de la mayoría de las aletas de disipador de calor.

 

9. Reducción de la inversión en moldes, ahorro de costos de desarrollo y producción:
El proceso de dentado elimina la necesidad de herramientas de moldeo adicionales. Para demandas de productos estructurados y de diferentes tamaños, solo se requieren cambios de material y herramientas de dentado, junto con la configuración de un nuevo programa de dentado, lo que reduce significativamente el tiempo y los costos de creación de prototipos. Esto, a su vez, reduce los costos de producción.

 

Proceso de corte y aplicaciones comunes de los disipadores de calor de corte

1. Varios tipos de aletas dentadas para disipadores de calor:
Las aletas dentadas del disipador de calor pueden reemplazar radiadores perfilados, radiadores con pasadores, radiadores de aletas plegadas, radiadores de fundición a presión y radiadores forjados en muchas aplicaciones.

 

2. Aplicaciones de disipación de calor de precisión: cabezales enfriados por agua e intercambiadores de calor de microcanales:
En el panorama actual, los radiadores refrigerados por agua se utilizan ampliamente en productos como CPU de computadora, servidores y tarjetas gráficas. El diseño de los canales de agua en los cabezales enfriados por agua es crucial para la eficiencia de la absorción de calor durante el funcionamiento del sistema. Anteriormente, se necesitaban procesos mecánicos complejos o procesos como soldadura por difusión y soldadura fuerte para crear canales de agua, aumentar el área de absorción de calor y mejorar la eficiencia.

Sin embargo, la aplicación del procesamiento de dentado puede producir espesores de dientes ultrafinos, espacios entre dientes extremadamente pequeños y varias alturas de canales de refrigeración por agua, cumpliendo con los requisitos de intercambio de calor.

 

3. Aplicaciones de disipación de calor de gran tamaño:
Los desafíos actuales en la gestión del calor para centros de datos y la gestión térmica en sistemas de almacenamiento de energía implican principalmente la demanda de radiadores de gran tamaño. La introducción del proceso de dentado satisface perfectamente los requisitos de procesamiento de estos radiadores de gran tamaño.

 

Tipos comunes de materiales para aletas dentadas del disipador de calor

1. Aletas del disipador de calor para corte de cobre:
Las aletas dentadas de cobre exhiben una excelente conductividad térmica y, cuando se combinan con la tecnología dentada, logran la máxima superficie de disipación de calor por unidad de volumen. Esto mejora significativamente el rendimiento general de disipación de calor. Por lo tanto, las aletas de disipador de calor dentadas de cobre se utilizan en aplicaciones de alta gama, como chips avanzados, refrigeración de CPU y servidores.

 

 

2. Aletas del disipador de calor de aluminio:
Estas aletas, que suelen estar hechas de aluminio puro, tienen una conductividad térmica más alta que las aleaciones de aluminio. El uso del proceso de dentado del radiador de aluminio garantiza que el rendimiento de disipación de calor sea más estable en comparación con las aletas del disipador de calor de aluminio extruido. Las aletas dentadas de aluminio para disipadores de calor se aplican ampliamente en la industria fotovoltaica, vehículos eléctricos, inversores, luces LED, productos de comunicación y más.

 

 

3. Aletas del disipador de calor de corte de material compuesto de cobre y aluminio:
Este material, que integra las ventajas de las aletas dentadas del disipador de calor de cobre y aluminio, normalmente utiliza cobre como base de conductividad térmica, con dientes aplicados al sustrato de aluminio. El proceso de fabricación de este material implica tecnología de fundición continua y prensado en estado semifundido.

 

 

4. Tipos de dentado personalizables:
Dependiendo de los requisitos, las aletas dentadas del disipador de calor pueden ser de un solo lado, de doble cara o parcialmente dentadas para satisfacer diversas necesidades de disipación de calor.

 

Consideraciones en el diseño e implementación del disipador de calor de corte

1. Diseño del espesor y espaciado de los dientes
Al diseñar el espesor y el espaciado de los dientes, es esencial considerar factores generales como el área de intercambio de calor, la velocidad del flujo de aire y la eficiencia del intercambio de calor, en lugar de centrarse únicamente en la densidad y la altura de los dientes. Me he encontrado con casos en los que el producto de un cliente no sólo tenía un espacio entre dientes pequeño sino también dientes muy altos. Incluso con un ventilador potente, el flujo de aire interno se vio significativamente obstaculizado. Esto no sólo no mejora la eficiencia de la disipación del calor, sino que también conduce a la acumulación de calor, lo que dificulta su disipación. Además, los dientes delgados pueden reducir el área de la sección transversal de las aletas, afectando la eficiencia de la transferencia de calor.

 

2. Evite mitificar el disipador de calor
Es fundamental no mitificar los diseños de disipadores de calor dentados. Considere los escenarios de aplicación y explore el uso combinado de varios métodos de enfriamiento. Al diseñar soluciones de refrigeración, es esencial tener una actitud abierta y adoptar métodos de refrigeración sencillos, rentables y fiables. Los métodos de enfriamiento no deberían limitarse a un solo tipo; en cambio, se puede emplear una combinación de métodos para garantizar una disipación de calor eficaz y al mismo tiempo reducir la dificultad de fabricación y el coste general del producto final. Los ejemplos incluyen el uso de tubos de calor y disipadores de calor, refrigeradores termoeléctricos (TEC) y la combinación de refrigeración líquida y refrigeración por aire.