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  • 散熱器的產品設計工藝學

    作者:admin 來源: 發表時間:2018-06-29 03:20 PM 點擊:Loading...

    廣州產品設計公司

      我們在設計一款散熱器之前,對其產品設計工藝應該有比較深入的了解。一款風冷散熱器,一般由散熱風扇和散熱塊兩個基本元件組成,風扇涉及轉速、風量、壽命、噪音等參數,而散熱塊則需要考慮材料以及成型工藝的問題,這兩個部分構成了散熱器的核心的所在。

      1、先談談風扇的基本規格

      軸承(電機)和葉片是散熱風扇兩大組成部分,這兩大部分的改進是散熱器工作效率得以提升的重要因素,目前市面上常見的風扇軸承類型主要有很多,這里還有必要提及一下來福軸承,它是研發的來福軸承技術采用帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯,在風扇運轉時含油將形成反向回游,而從成本上比較,來福軸承與油封軸承相差不遠,可以說是一個比較不錯的經濟型解決。

      散熱器風扇的軸承和葉片的設計,直接影響到散熱器的噪音大小,當然風扇電機轉速也是決定噪音大小的重要因素,散熱技術發展到一定程度,塞銅技術、熱導管的引入等,都能大大提高散熱器的散熱效率,另外,不少散熱器產品為了使外形更加酷炫吸引,往往在風扇上加入LED,風扇轉動時,LED也隨著點亮,頗為吸引消費者眼球,但這對于散熱效能并不帶來任何幫助。

      2、再談談散熱器的材料和成型工藝

      首先來看看散熱器所用材質,相信大家都知道,銅和鋁是最常見的兩種金屬材料,鋁及鋁合金的散熱性能好,而銅的導熱性能好,但是這兩種材質并不是單獨使用而往往是相互結合起整體散熱效能才能獲得較大提升,其中銅材質雖然吸熱性能好,但是暴露在空氣中容易被氧化,時間長了,散熱器的散熱效能會不斷減弱,這時候散熱器廠商使用了新的鍍鎳技術,既保證了銅材質原來良好的物理吸熱能力,又能防止被氧化,但是成本上無疑也大大提高。

      鋁擠壓工藝 主要用作制造規則的片狀以及柱狀鰭片,通過將原材料加熱到500℃以上,并拉主要是通過熱脹冷縮的方法,預先加熱留有空腔的鰭片群基片,在插入銅塊之后進行冷卻,在達到一定的溫度時,外基片收縮,依靠自身的緊縮應力裹緊中央銅塊。

      “酒杯銅”是鋁塞銅工藝中的一種,中心銅柱的背后采用類似于一個酒杯形狀的設計,這樣設計的好處在于可以使熱量得到快速吸收,有利于提高整體的散熱效率。

      一般應用于采用銅材料的散熱器上,其原理是將一片片薄的銅片制作成鰭片,并且與底座進行很好的連接,這個原理就是焊接技術。不過,焊接技術已經不能夠滿足現在精細的全銅散熱器了。所以,所必須的工藝了。總括來說,回流焊接就是通過計算機對焊接的溫度和時間參數進行精確設定,從而使焊膏和被焊接的金屬充分接觸。這項技術的應用確保了純銅散熱器的優秀散熱性能。

      基本做法是采用金屬折葉方式。這種工藝其實很像太陽花類型。這種工藝可以讓有效散熱面積隨著葉片而增加,越多的葉片和越密的工藝,那么散熱面積就越高。折葉工藝相對于之前擠壓技術顯得比較復雜,因為很多廠家對于金屬折葉和底部接觸緊密都做得不好,當中還涉及到一個壓固的問題,那么散熱器的性能將無法通過測試,所以一般的制造廠商將無法制造,重量也無法得到控制,所以折葉工藝一般是應用于高端散熱器上。

      熱管一般是中空的圓柱形管,當中一部分空間充有易于蒸發的液體。管中始終保持真空狀態,而當中的液體的蒸發溫度與環境溫度相近。當熱量被揮發層吸收后,液體就迅速被加熱到沸點,然后就開始沸騰,產生蒸氣,蒸氣上升到冷卻層,當熱量被釋放后,蒸氣重新凝結成液滴,由于受到重力作用或者是其他的內部作用,液滴重新回到揮發層,繼續被蒸發,然后被冷卻,這就形成一個周而復始的循環,推動這一循環的就是熱源,也就是熱管工藝原理所在。

      熱管具有極高的導熱性、良好的等溫性,冷熱兩側的傳熱面積可任意改變,可遠距離傳熱、可控制溫度等優點,誕生早期主要應用于宇航、軍工等行業,后來在冶金、化工、交通、機械以及電子技術等行業都有了廣泛應用。相比于傳統金屬散熱器,熱管散熱器具備低噪聲、高效能的技術優勢,隨著技術不斷成熟和大規模的生產應用,熱導管的價格也越來越容易接受。

      目前常見的熱導管是7mm(直徑)規格的,也有少數產品采用的是8mm的熱導管,單位長度條件下的管型直徑越大、內含氣體就越多,效能的損耗也會越大,所以廠商在設計散熱器的時候一般會避免對熱管大幅度彎曲,另外也有少數散熱器上使用直線型的熱導管,但也有少數熱導管被設計成非規則形狀。

      散熱器的設計包含了很多方面理論知識,我們廣州產品設計公司只有把這些基本的工藝都了解清楚之后,才能設計出好的散熱器。并推向市場,贏得消費者好的口碑。

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