Inglés 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
May
Más información
07
¿Qué estás buscando?
En el mundo de la electrónica, la gestión térmica eficaz no es algo secundario. Es una necesidad crítica para el rendimiento, la fiabilidad y la vida útil. El punto culminante de muchas soluciones térmicas es el humilde pero muy importante disipador de calor. Pero ¿alguna vez te has parado a pensar cómo se fabrican los disipadores de calor?
La respuesta es en realidad un poco más complicada de lo que podrías pensar. La técnica de fabricación elegida tiene un impacto directo en el rendimiento, el costo y la idoneidad del disipador para una aplicación determinada. Si bien los disipadores de aluminio extruido producidos en masa son la opción habitual para la electrónica de consumo, las industrias de rendimiento más crítico utilizan técnicas de fabricación más precisas y robustas.
En este artículo vamos a examinar los diversos métodos parafabricación de disipadores de calor personalizados, con un examen en parte detallado de por qué los disipadores de calor mecanizados por CNC son a menudo la ruta preferida en aplicaciones exigentes como aeroespacial, defensa, medicina y telecomunicaciones.
Antes de entrar en el "cómo", es necesario entender la razón del "por qué". El objetivo de cualquier disipador de calor es maximizar su área para transferir eficazmente el calor de un dispositivo (por ejemplo, una CPU o un transistor de potencia) al aire circundante. La fabricación del disipador determina la densidad de las aletas, la relación de aspecto, el grosor de la placa base y la complejidad geométrica general, y estos factores determinan el potencial de disipación de potencia efectiva del disipador.
Este es el método más común y rentable para la producción de alto volumen.
Proceso:Un tocho de aluminio calentado se fuerza a través de un troquel de acero mediante un pistón hidráulico. La forma del troquel determina el perfil del disipador en sección transversal y también produce las aletas.
Ventajas:Costos de producción muy bajos por unidad en grandes volúmenes, tiempo de producción rápido para formas simples.
Desventajas:Limitado a secciones transversales idénticas disponibles del troquel, restricciones en la relación de aspecto de las aletas (altura frente a separación) y poca flexibilidad en términos de diseño. A menudo se necesitan operaciones secundarias para características como orificios de montaje.
Este proceso se utiliza para disipadores de calor con áreas de superficie muy grandes.
Proceso:Cada aleta se estampa o mecaniza y luego se une a una placa base separada mediante resina epoxi térmica o, en las versiones de mayor rendimiento, se suelda en un horno.
Ventajas:Son posibles densidades de aletas muy altas y tamaños generales grandes, imposibles de obtener con extrusión.
Desventajas:La interfaz térmica entre las aletas y la base puede ser un posible punto de fallo, y las versiones soldadas son más costosas e implican un ciclado térmico complejo.
Esto significa producir un disipador de calor único en una sola pieza con aletas muy delgadas y muy juntas.
Proceso:Con una herramienta de cepillado especial, se pelan capas delgadas del metal de un bloque sólido de cobre o aluminio, doblando las aletas hacia arriba. El resultado es una sola pieza continua de metal para la base y las aletas.
Ventajas:Excelente rendimiento térmico debido a una interfaz sin costuras entre la base y las aletas, y alta densidad de aletas.
Desventajas:Por lo general, solo se limita a metales más blandos (cobre) y el proceso puede ser más costoso que la extrusión. La flexibilidad de diseño también se ve algo limitada.
Se utiliza para disipadores de calor de bajo costo y perfil bajo.
Cómo funciona el proceso: Estampado de chapa metálica con una geometría de aleta específica. Se pueden apilar piezas estampadas y unirlas para crear una mayor superficie.
Ventajas:Costo increíblemente bajo y velocidad muy alta en producción en masa.
Desventajas:Rendimiento térmico muy limitado, no es bueno para alta potencia.
Para prototipos, producción de volumen bajo a medio, y donde el rendimiento y la fiabilidad son innegociables, no hay alternativa al mecanizado CNC. ¿Cómo se fabrica un disipador de calor por CNC?
En Falcon CNC Swiss fabricamos disipadores de calor mecanizados por CNC en máquinas de fresado CNC de 3, 4 y 5 ejes de última generación (del tipo con husillo giratorio redondo) que permiten mecanizar un bloque sólido de material (normalmente aluminio o cobre) con increíble precisión para fabricar un disipador de calor de alto rendimiento.
Diseño y programación:Se crea un modelo CAD 3D del disipador de calor. Luego, nuestros ingenieros y el CAM (fabricación asistida por computadora) utilizan una serie de programas para crear las instrucciones para la máquina CNC, es decir, las trayectorias de herramienta necesarias para cortar las piezas.
Selección de material:Un bloque sólido de material con alta conductividad térmica, como cobre C110 o aluminio 6061, se sujeta de forma segura o se fija en el lugar del CNC.
Mecanizado de precisión:La máquina luego funciona según los requisitos programados, eliminando material en una serie de rotaciones de cada herramienta de corte de manera sistemática. Esto permite
1) Mecanizar geometrías complejas de aletas delgadas con altas relaciones de aspecto.
2) Orificios de montaje precisos y roscas para fijación.
3) Diferentes geometrías en el soporte del motor dedicado.
4) Soportes integrados, como ménsulas y carcasas, fabricados en una sola pieza.
5) Acabados secundarios que pueden incluir desbarbado, alisado de superficies, recubrimientos (por ejemplo, anodizado en el caso del aluminio) para mejorar la resistencia a la corrosión. Indicar emisión térmica en aplicaciones.
Si bien no es la opción más económica cuando se producen en masa millones de unidades, los beneficios de usar disipadores de calor mecanizados por CNC son incomparables:
Parámetros de diseño incomparables:Forma en cualquier forma que se considere necesaria. Las aletas no tienen que ser rectas, pueden ser onduladas, escalonadas o de espesores variables para lograr las características de disipación térmica necesarias.
Rendimiento térmico:Un CNC permite fresar el disipador de calor directamente de un bloque sólido de metal, eliminando las desventajas de las interfaces térmicas tan comunes en otros diseños de disipadores con piezas unidas (donde las conductividades térmicas no son tan rápidas para recolectar el calor desde la base hasta las puntas de las aletas).
Velocidad en prototipado y flexibilidad:¿Necesita un prototipo de disipador de calor diseñado en días en lugar de semanas? Se necesita CNC como medio para agilizar los diseños sin costos elevados de fabricación o costos operativos necesarios para fabricar costosos troqueles de extrusión.
Precisión e integración inigualables:Se puede extraer y fabricar una solución térmica completa para integrar perfectamente tanto el disipador de calor como el proceso electrónico, normalmente en una sola pieza, asegurando así un ajuste perfecto y eliminando el ensamblaje habitual.
Diversidad de materiales:Mecanizado a partir de una variedad de aleaciones de aluminio y cobre de alto rendimiento (aleaciones de aluminio 6061 y 7075 y aleaciones de cobre) para cumplir con las propiedades térmicas y mecánicas reflectantes necesarias.
El mejor tipo de proceso depende de sus necesidades:
La extrusión es mejor para necesidades de gran volumen y bajo costo con formas de sección transversal simples y regulares. Las aletas unidas son mejores para fabricar disipadores de calor muy grandes o aquellos con densidades de aletas muy grandes.
El estampado se aplica a artículos de consumo de bajo costo y baja potencia. El mecanizado CNC es el único método para lograr disipadores de calor de alto rendimiento, personalizados y de precisión. Estos son necesarios para prototipos, aeroespacial, equipos médicos y electrónica de alta potencia.
Asóciese con Falcon CNC Swiss para disipadores de calor personalizados. Saber cómo se fabrican los disipadores de calor es solo el primer paso. El siguiente paso es encontrar un fabricante que pueda garantizarle rendimiento y métodos de fabricación probados.
Falcon CNC Swiss se especializa en la fabricación de disipadores de calor mecanizados por CNC para cumplir y superar incluso los problemas de gestión térmica más difíciles. Nuestras capacidades y conocimiento de todos los aspectos de las máquinas de fabricación nos permiten fabricar productos complejos, confiables y bien diseñados que se ajustan a sus especificaciones de funcionamiento con la máxima precisión.
¿Listo para resolver sus problemas térmicos más difíciles?Llámenos para una consultaen su proyecto y una cotización prospectiva para un disipador de calor personalizado mecanizado por CNC que pueda garantizar el éxito.
