Diseño de estructura de disipador de calor de aluminio.

Los disipadores de calor son dispositivos que se utilizan para disipar el calor de los componentes que generan calor en la maquinaria. Al aumentar el área de superficie de transferencia de calor entre el componente y el aire a través de las aletas del disipador de calor, se mejora la eficiencia de la disipación de calor y se reduce la temperatura del componente durante el funcionamiento continuo, haciéndolo más estable.

 

Con la popularidad de las piezas fundidas a presión de aleación de aluminio en componentes de potencia como motores y motores, han aparecido cada vez más piezas fundidas a presión de aleación de aluminio con estructuras de aletas disipadoras de calor.

 

Cómo diseñar una estructura razonable para las aletas del disipador de calor en fundiciones a presión para encontrar una solución razonable en términos de rendimiento de disipación de calor, calidad de fundición, costo de producción, etc., se ha convertido en una dirección a considerar para muchos diseñadores de fundición.

 

 

La función de la estructura de la aleta del disipador de calor en las piezas de fundición a presión de aleación de aluminio determina que a menudo pasa por un paso de diseño de optimización después de la configuración funcional del producto durante el proceso de diseño del producto.

 

Es decir, bajo la condición de que no afecte el diseño en etapa inicial, combinando partes variables con procesos posteriores de producción en masa para elegir una solución razonable para el diseño.

 

Basado en años de experiencia en el desarrollo de productos de fundición a presión, ZP HEAT SINK ha resumido algunas técnicas relacionadas divididas principalmente en dos aspectos.

 

 

 

La función del disipador de calor es difundir el calor generado por la fuente de calor en un área más grande de aletas (cuchillas) y luego transferir el calor al aire a través de la conducción térmica. ¿Cómo podemos mejorar el efecto refrescante de nuestro producto?

 

1. La fórmula para calcular la disipación de calor lograda por conducción térmica es la siguiente:
Calor disipado por conducción térmica [W]=Conductividad térmica [W/(m²· grado )] × Área de disipación de calor [m²] × Diferencia de temperatura con los alrededores [grados].

Con base en esta fórmula, se puede concluir que, bajo condiciones constantes del material, una mayor área de disipación de calor y una mayor diferencia de temperatura con el entorno dan como resultado una mayor eficiencia de enfriamiento.

 

2. Área de disipación de calor:
En general, hay dos factores que determinan el tamaño del área de superficie de un disipador de calor: el área de superficie de una sola pieza y la cantidad de disipadores de calor.
Es decir, más disipadores de calor conducen a áreas de superficie de una sola pieza más grandes y, en general, a mayores áreas de disipación de calor.

 

3. Diferencia de temperatura con el entorno:
Esto se refiere a las diferencias de temperatura entre el aire circundante y la temperatura ambiente. Una mayor diferencia de temperatura conduce a una transferencia más eficiente de aire más frío sobre superficies calientes.

Mejorar el flujo de aire es clave para una refrigeración eficaz. En los casos en que se utilicen dispositivos externos, como ventiladores, es importante garantizar direcciones claras de entrada/salida sin obstrucciones.

En los casos en que no se utilicen dispositivos externos, las aspas expuestas deben colocarse sin superposición ni bloqueo para crear un espacio sin obstrucciones para el flujo de aire.

Para resumir: un número creciente de disipadores de calor; ampliar sus superficies; la mejora de la ventilación contribuye a un mejor rendimiento de refrigeración.

 

 

El propósito del diseño orientado al proceso es lograr una alta eficiencia y un bajo consumo en la posterior producción en masa de productos mediante el diseño de piezas fundidas a presión que tengan una alta eficiencia de producción, bajas tasas de desechos y un desperdicio mínimo.

 

El diseño orientado al proceso de los disipadores de calor debe garantizar lo siguiente:
1. La posición de distribución del disipador de calor no interfiere con el ensamblaje general ni cubre ningún componente que pueda afectar el ensamblaje posterior.

2. Se debe considerar el relleno de fundición a presión; como tal, los disipadores de calor deben colocarse lo menos posible al final de la dirección del flujo.

3. El tamaño y el grosor del disipador de calor son generalmente 2/3 del grosor promedio de la pared.

4. La longitud es 10-20 veces su grosor, con algunas excepciones para formas especiales basadas en las características reales del producto.

5. Las hojas que son demasiado largas o delgadas pueden causar dificultades en la producción de fundición a presión, lo que resulta en una fundición incompleta o defectos de cierre en frío.

6. Aunque los disipadores de calor generalmente no soportan cargas de peso, la fuerza necesaria puede reducir los desechos causados ​​por la flexión de las aspas durante los procesos de fabricación.

7. Se debe diseñar una esquina R redondeada (grosor de hoja R=) en la raíz de cada hoja para aumentar la resistencia de la hoja y optimizar el relleno del troquel.