Ein umfassender Leitfaden zu sieben üblichen Verarbeitungstechniken für Kühlflossen

Kühlflossen sind die Kernkomponenten, die den effizienten Wärmeabflussbereich eines Heizkörpers erhöhen.ProduktionsvolumenDie folgenden sind einige allgemeine Verarbeitungsmethoden für Kühlflossen, die derzeit verwendet werden:

1.Stempeln und FormenGrundsatz:Verwendet den Druck einer Matrize und einer Schlagpresse, um ein Metallblech in der Matrize plastisch zu deformieren und somit die gewünschte Flossenform zu erhalten, wie in Abbildung 1 gezeigt.für die Produktion in großen Stückzahlen herkömmliche Flossenstempelmaschinen oder spezielle Stanzpressen verwendet werden.
Vorteile:Extrem hohe Produktionseffizienz, geeignet für die Großproduktion; relativ geringe Kosten; ausgezeichnete Konsistenz.
Nachteile:Erfordert maßgeschneiderte Stähle, was zu hohen Anfangsinvestitionen führt; Flossenhöhe und -dichte sind begrenzt; erzeugt typischerweise separate Flossen, die anschließend an eine Basisplatte geklebt werden müssen.Abbildung 1 Flossenpressen

2.RollformenGrundsatz:Ein langes, dünnes Metallstreifen (in der Regel Aluminium) wird durch eine präzise Reihe von Rollen geleitet, um kontinuierlich zu biegen und zu falten, um ein kontinuierliches “Zigzag” oder Wellflossenstreifen zu bilden,wie in Abbildung 2 dargestellt.
Vorteile:Kann sehr hohe Flossen mit minimalem Flossenabstand produzieren, wodurch eine große Wärmeabflussfläche pro Volumeneinheit erreicht wird; hohe Materialnutzungsrate.
Nachteile:Relativ geringe strukturelle Festigkeit der Flossen, anfällig für Verformungen; erfordert auch eine Bindung an eine Basisplatte.
Hauptanwendungen:Kältemaschinen für Kraftfahrzeuge, Zwischenkühler, große industrielle WärmetauscherAbbildung 2 Prozess der Flossenrollenformung

3.Skiving FormingGrundsatz:Verwendet ein geformtes Skiving-Werkzeug, um eine rotierende Basisplatte zu "schabeln", einen Teil des Metallmaterials plastisch zu deformieren und aufzurichten, um integrierte Flossen mit der Basisplatte zu bilden, wie in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt.
Vorteile:Flossen und Basisplatte sind eine integrierte Struktur ohne berührungsfähigen Wärmewiderstand, die in der Lage ist, kontinuierliche Flossen mit hoher Dichte zu erzeugen; flexible Konstruktion.
Nachteile:Erfordert spezialisierte Ausrüstung, was zu hohen Anfangsinvestitionen führt; erfordert eine hohe Materialduktilität (geeignet für Kupfer und Aluminium).
Hauptanwendungen:Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit und hoher Leistungsdichte, wie z. B. militärische Elektronik, Luftfahrt und einige hochwertige Plug-in-Wärmeabnehmer.

Abbildung 3 Schiebeflossen aus Aluminium

Abbildung 4 Verzweigte Kupferflossen

4.ExtrusionsformenGrundsatz:Erwärmte Aluminium- oder Kupferbillen in einem Kunststoffzustand werden unter hohem Druck durch eine Matrize mit einer spezifischen Formöffnung gezwungen und bilden in einem einzigen Schritt ein Wärmeschwimmprofil mit integrierten Flossen.
Vorteile:Ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (kein thermischer Kontaktwiderstand); hohe Strukturfestigkeit; Fähigkeit zur Herstellung komplexer fester Flossenformen; kostengünstig.
Nachteile:Durch den Extrusionsprozess begrenzt, kann das Flossen-Aspekt-Verhältnis (Höhe zu Abstand) nicht zu hoch sein, sonst wird es für den Werkstoff und das Verfahren eine Herausforderung; in der Regel produziert es gerade Flossen.
Hauptanwendungen:Die häufigste Methode zur Herstellung von Kühlkörpern, weit verbreitet in Computer-CPU-Kühlern, LED-Beleuchtung, Wärmeabbau, Kühlung von Stromgeräten usw.

5.GussverfahrenGrundsatz:Das geschmolzene Metall (in der Regel Aluminiumlegierung) wird in eine Formhöhle gegossen, die die Flossenform enthält.
Vorteile:Extrem hohe Konstruktionsfreiheit, die in der Lage ist, sehr komplexe Flossen- und Grundstrukturen mit gebogenen oder unregelmäßigen Formen herzustellen; ermöglicht eine integrierte Konstruktion.
Nachteile:Hohe Formenkosten; die Produktionseffizienz ist niedriger als bei der Extrusion; interne Defekte wie Poren können in Gießwerken vorliegen, die die Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigen.
Hauptanwendungen:Szenarien mit besonderen Anforderungen an die Form und Struktur der Wärmeableitung, wie z. B. bestimmte hochwertige Grafikkartenkühlgeräte, Motorenzylinderblöcke und komplexe Wärmemanagementmodule.

6.CNC-BearbeitungGrundsatz:Verwendet eine CNC-Fräsmaschine, um Flossen direkt aus einem festen Metallblock zu "schnitzen", indem Material durch Fräsen entfernt wird.
Vorteile:Höchste Präzision, in der Lage, Flossen jeglicher Form und Dünnheit zu bearbeiten; keine Formen erforderlich, geeignet für Prototypen- und Kleinserienfertigung; ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (monolithisches Material).
Nachteile:Wesentliche Materialverschwendung, hohe Kosten; relativ lange Bearbeitungszeit.
Hauptanwendungen:Luft- und Raumfahrt, Militär, hochwertige wissenschaftliche Forschung, bei der Leistung von entscheidender Bedeutung ist und Kosten nicht das Hauptanliegen sind; Prototypentwicklung von Kühlkörpern.

7.3D-Druck / additive FertigungGrundsatz:Metall 3D-Drucktechnologie (z. B. selektives Laserschmelzen, SLM) verwendet, um Metallpulver schrittweise zu überlagern,Direktherstellung von integrierten Wärmeschläufern mit komplexen inneren Durchflusskanälen und äußeren Flossen.
Vorteile:Maximale Konstruktionsfreiheit, die in der Lage ist, topologisch optimierte Strukturen und konforme Kühlkanäle zu erzeugen, die mit herkömmlichen Methoden nicht erreicht werden können,die Wärmeabbauleistung bis zum Extrem drängen.
Nachteile:Extrem hohe Kosten; begrenzte Druckgröße; Oberflächenrauheit kann relativ hoch sein.
Hauptanwendungen:Spitzentechnologische Bereiche wie Kühlung von Chips mit künstlicher Intelligenz, Luftfahrzeuge, medizinische Ausrüstung usw.