Introdução
Escolher o processo de fabricação correto é realmente importante quando você está fabricando dissipadores de calor, especialmente se estiver trabalhando com alumínio e precisar produzir muitos deles. Cada método vem com seu próprio conjunto de-compensações-algumas mantêm os custos baixos, outras permitem que você seja criativo com designs e outras aumentam o desempenho térmico. Se você estiver executando uma grande produção, extrusão, fundição sob pressão, estampagem e forjamento geralmente realizam o trabalho com rapidez e eficiência. Por outro lado, a usinagem CNC e o desbaste são melhores para casos especiais ou quando você precisa de um-desempenho de alto nível. Vamos analisar essas abordagens principais-extrusão, fundição, usinagem CNC, forjamento, estampagem e desbaste-e ver no que elas são boas, onde ficam aquém e quando faz sentido usar cada uma delas.
Extrusão
A extrusão é o-método ideal para fabricar dissipadores de calor de alumínio. Funciona assim: você aquece o alumínio-geralmente ligas como 6061 ou 6063-e o empurra através de uma matriz personalizada. Essa matriz molda o metal em pedaços longos com aletas embutidas. Depois de obter a matriz, você pode extrair toneladas desses perfis rapidamente, o que realmente reduz o custo por peça.
Os resultados também são bastante sólidos. Você obtém dissipadores de calor com ótima condutividade térmica e um acabamento agradável e suave-as pessoas apontam que os dissipadores extrudados geralmente têm melhor desempenho e aparência mais limpa do que outros tipos. Mas há um problema. Você está preso a formas bem básicas. A matriz limita você a perfis retos e simples, então esqueça qualquer coisa muito larga ou complicada.
Ainda assim, dissipadores de calor extrudados aparecem em todos os lugares: computadores, equipamentos de telecomunicações, amplificadores de potência, luzes LED-em qualquer lugar onde você precisar de um dissipador de calor barato, eficiente e-de aleta reta, você provavelmente encontrará um.
Fundição sob pressão
A fundição sob pressão funciona forçando o alumínio fundido em um molde de aço sob uma tonelada de pressão. Esse método permite criar dissipadores de calor com todos os tipos-de formas e detalhes integrados que não são possíveis com extrusão. O Ecotherm Group explica de forma bastante simples: a fundição sob pressão fornece "peças fortes que movem bem o calor" e você pode projetar todos esses recursos complicados -aletas finas, orifícios de montagem, tudo o que for necessário-diretamente na peça.
Agora, a verdadeira magia acontece quando você faz muitas dessas coisas. Claro, o ferramental custa muito antecipadamente, mas depois que você passa de cerca de 5.000 peças, o preço por peça cai como uma pedra porque o processo é rápido e pode ser altamente automatizado. É por isso que você verá dissipadores de calor fundidos em todos os lugares-Luzes LED, eletrônicos automotivos, fontes de alimentação, entre outros. Sempre que você precisar de algo com um formato complicado para resfriar eletrônicos, a fundição sob pressão provavelmente está por trás disso.
Existem algumas desvantagens, no entanto. As ligas de alumínio usadas na fundição sob pressão não transferem calor tão bem quanto as ligas 6061 ou 6063 usadas para extrusões ou forjamentos. As peças acabadas também tendem a ser um pouco mais pesadas. E se você precisar de superfícies ou roscas absolutamente planas, provavelmente terá que fazer alguma usinagem extra após a fundição. Ainda assim, se você estiver fabricando muitas peças e precisar de formatos complicados, a fundição sob pressão oferece uma combinação sólida de baixo custo e flexibilidade de design.
Usinagem CNC
A usinagem CNC começa com um pedaço sólido de metal e o transforma em um dissipador de calor, com praticamente qualquer formato que você desejar. A RapidDirect destaca que, embora a extrusão e a fundição sob pressão funcionem bem para peças simples e de alto{1}}volume, o CNC se destaca quando você precisa de desempenho real. É ideal-para trabalhos que exigem aletas complicadas e multi{4}}direcionais ou recursos minúsculos e detalhados que a formação simplesmente não consegue lidar. Além disso, o CNC não para por aí-ele pode adicionar furos de montagem, cavidades internas ou roscas de uma só vez, o que significa menos etapas posteriores.
Mas aqui está o problema: o CNC é lento e caro se você precisar de muitas peças. Lori Thermal até diz que o CNC oferece grande liberdade de design, mas você paga por isso-literalmente. Portanto, no mundo real, a maioria das pessoas recorre ao CNC para protótipos personalizados, pequenas tiragens ou para definir um projeto antes de passar para a produção em massa.
Forjamento
O forjamento a frio elimina os dissipadores de calor ao comprimir o metal em uma matriz, e é muito bom nisso. Lori Thermal ressalta que o forjamento a frio contém uma tonelada de aletas-pinos redondos ou elípticos-para grande transferência de calor, especialmente onde o ar está se movendo rapidamente. Essas pias forjadas também são fortes, com uma estrutura compacta e uniforme em toda a sua extensão.
Você vê esse método principalmente com-coisas especializadas e de alta potência-como racks de servidores ou amplificadores de RF. Porém, há um problema: a matriz limita a repetição de padrões de pinos, então suas opções de formato são um pouco limitadas. A ATS na verdade chama os dissipadores de calor forjados de "desempenho médio" e econômicos-, mas eles não deixam você com muito o que brincar quando se trata de design de fluxo de ar.
Para grandes tiragens de fabricação, o forjamento fica bem no meio. É melhor do que aletas estampadas baratas, mas não tão exata-ou cara-como placas extrusadas de precisão.
Dissipadores de calor feitos por diferentes métodos de fabricação
Estampagem
As prensas de estampagem geram dissipadores de calor a partir de finas folhas de alumínio, e tudo funciona rápido e praticamente no piloto automático. Lori Thermal diz que a estampagem funciona muito bem quando você precisa bombear toneladas de dissipadores de calor. Você verá esses coletores estampados em dispositivos como adaptadores, roteadores ou painéis de LED-locais onde você não precisa de um desempenho absurdo, apenas de uma enorme pilha de peças.
A ATS explica de forma simples: depois de configurar as ferramentas, a estampagem pode ser totalmente automatizada e as peças saem muito baratas-às vezes até menos do que as extrudadas. Além disso, punções e matrizes podem incluir extras, como abas ou orifícios de ventilação, assim que a montagem fica mais fácil.
A desvantagem? As aletas estampadas ficam mais grossas e mais espaçadas do que as aletas extrudadas, então você perde alguma eficiência térmica para cada aleta. Ainda assim, se você precisa de milhares de dissipadores de calor com a mesma aparência e está monitorando os custos, a estampagem é a melhor opção, desde que você não precise de nada muito sofisticado no design das aletas.
Esquiar
O skiving corta as aletas diretamente de um bloco sólido de metal, de modo que você obtém um dissipador de calor composto por uma única peça-de aletas e base fundidas. MyHeatSinks aponta que não há costura entre as aletas e a base, então o calor passa muito bem e tudo permanece resistente. Os dissipadores de calor escavados podem ter aletas ultra{3}}finas e bem compactadas, o que significa muito mais área de superfície em comparação com os extrudados normais. É por isso que as pessoas os usam para itens de alto-desempenho em espaços apertados, como-coolers de CPU de última geração ou módulos de LED-basicamente em qualquer lugar onde você precisa de toda a potência de resfriamento possível. Você precisa de lâminas e máquinas especiais para skiving, mas não precisa de um monte de ferramentas personalizadas caras, por isso funciona tanto para protótipos quanto para produção completa. Uma desvantagem: esses dissipadores de calor tendem a ser pesados por causa da base grossa e precisam ser configurados para que o fluxo de ar os atinja corretamente. Skiving não é comum em execuções de produção realmente massivas, mas quando você precisa do melhor resfriamento no menor espaço, é difícil de superar.
Conclusão
Cada método de fabricação tem seu ponto ideal. Quando você precisa de toneladas de dissipadores de calor de alumínio, extrusão, estampagem e fundição sob pressão fazem a maior parte do trabalho pesado. Cada um lida com custos e complexidade de maneira um pouco diferente. A usinagem CNC e o desbaste são úteis quando você precisa de algo realmente preciso ou com desempenho-de alto nível. Um especialista disse de forma simples: "Dissipadores de calor fundidos funcionam melhor para trabalhos complicados e de alto-volume, enquanto dissipadores de calor extrudados economizam dinheiro e funcionam bem para formas básicas." Conhecer essas diferenças ajuda os designers a escolher a abordagem certa para seu projeto, em vez de apenas adivinhar.
PowerWinxé um especialista líder na fabricação de dissipadores de calor. Eles oferecem-serviços completos de produção-incluindo extrusão, fundição sob pressão, usinagem CNC, forjamento, estampagem e desbaste-para dissipadores de calor de alumínio-de alto volume. Com recursos avançados e certificações ISO, o PowerWinx lida com protótipos personalizados completos e execuções de produção em grande-volume. A integração vertical e a experiência{8}}líder do setor garantem um retorno rápido e qualidade consistente para qualquer gerenciamento térmico exigente ou requisito de OEM.
