CNC 정밀 조각부터 만{0}}천-톤 다이캐스팅까지 이러한 공정은 방열 성능의 진정한 초석입니다.
동일한 금속으로 제작되었음에도 불구하고 일부 방열판은 왜 수십 위안에 팔리고 다른 방열판은 수천 달러에 팔리는지 궁금한 적이 있습니까? 디자인 외에도 그 뒤에 숨은 제조 공정이 중요합니다. 오늘은 방열판 제조의 비밀을 풀어보겠습니다.
컴퓨터 CPU 온도가 급등하거나 휴대폰이 뜨거워지면 방열판이 조용히 작동합니다. 하지만 제조 공정에 현대 산업의 다양한 최첨단 기술이 통합되어 있다는 사실은 모르실 수도 있습니다.-
이러한 내용을 이해하면 지식이 풍부한 하드웨어 애호가가 될 뿐만 아니라 고급 제조의 정확한 세계를 엿볼 수 있습니다.
01 디지털에서 물리적으로: CNC의 정밀도
현대 방열판 제조의 첫 번째 단계는 종종 견고한 금속 블랭크로 시작됩니다. 설계도면에 보이는 복잡한 형상으로 어떻게 변형되나요? CNC 가공이 이루어지는 곳입니다.
원리는 실제로 매우 직관적입니다. 디자이너가 컴퓨터에서 3D 모델을 생성하면 소프트웨어가 이를 기계가 읽을 수 있는 일련의 명령으로 변환합니다.- 그런 다음 공작 기계는 이 지침에 따라 금속을 정밀하게 절단, 드릴링 및 조각합니다.
CNC 가공은 단일 기술이 아니라 플랫폼입니다. 가장 일반적인 응용 분야는 CNC 밀링(공구 회전, 공작물 고정 유지) 및 CNC 터닝(공작물 회전, 공구 이동)입니다.
보다 복잡한 곡면의 경우 다{0}}축 가공이 필요합니다.. 3-축 가공이 가장 기본이며 상단과 측면만 가공할 수 있습니다. 4축 가공으로 회전 기능이 추가되어 측면 윤곽을 처리할 수 있습니다. 5축 가공은 여러 각도에서 동시에 가공할 수 있어 임펠러와 같은 매우 복잡한 부품을 한 번의 작업으로 제작할 수 있습니다.
대학에서 공학경진대회를 하는 동안 저는 트레이닝 센터에서 선반과 밀링머신을 직접 조작하여 부품을 가공하는 등 셀 수 없이 많은 시간을 보냈습니다. 설계도면을 실물로 구현했을 때의 성취감은 아직도 잊혀지지 않습니다.
CNC 가공은 마이크로미터 수준까지 매우 높은 정밀도와 우수한 반복성을 제공합니다. 따라서 이는 방열판 프로토타입 제작이나 칩과 완벽하게 평평한 접촉 표면을 보장하기 위해 다이캐스트 및 단조 베이스의 최종 밀링에 자주 사용됩니다.
물론 단점도 있습니다. 상당한 양의 재료를 잘라내어 폐기물을 생성하는 "삭제 제조"의 한 형태입니다. 그러나 고정밀도-, 소규모-배치 또는 복잡한 구조 부품의 경우 CNC 가공은 여전히 대체 불가능합니다.
강철 부품을 가공하는 금속 가공 공장의 CNC 공작 기계 비디오 효과 영상 - Qianku.com
02 알루미늄 압출: 대량생산의 중추
시중에서 판매되는 대부분의 공냉식 방열판 핀은 매우 효율적이고 경제적인-알루미늄 압출 공정을 통해 생산됩니다.
짜내는 치약을 상상해 보세요. 부드러워진 치약은 튜브 구멍을 통해 긴 스트립 모양으로 만들어집니다. 알루미늄 압출의 원리는 유사하지만 훨씬 더 큰 힘만 가해집니다.
먼저, 알루미늄 막대를 400~500도까지 가열한 다음(부드럽지만 단단하게 유지), 수천 톤의 유압력을 사용하여 특정 모양의 다이 구멍을 통과하도록 합니다.
이렇게 하면 다이와 일치하는 -단면을 갖는 연속 프로파일이 생성되고 필요에 따라 절단됩니다. 후속 가공에는 바닥면의 CNC 밀링, 드릴링 및 태핑이 포함될 수 있습니다.
알루미늄 압출은-비용이 저렴하고 효율성이 높기 때문에 대규모 표준화 생산에 특히 적합합니다.- 일반적인 CPU 공랭식 방열판 핀과 다양한 알루미늄 프로필 방열판의 대부분은 이 과정에서 비롯됩니다.
그러나 여기에는 한계가 있습니다. 핀의 높이-대-두께 비율이 제한되어 예외적으로 얇고 긴 핀을 생산하기 어렵고 이로 인해 방열 밀도 향상이 어느 정도 제한됩니다.
알루미늄 프로파일 압출 공정 및 작동 원리 - Zhihu
03 다이 캐스팅 및 단조: 일체형{1}}성형 기술
방열판 모양이 복잡해지면 더 이상 단순히 긴 스트립 핀이 아니라 다른 공정이 필요합니다. 다이 캐스팅과 단조는 두 가지 일반적인 일체형-성형 기술입니다.
다이캐스팅은 알루미늄 합금을 완전히 녹여 액체상태로 만든 후 정밀강 금형에 고속, 고압으로 주입한 후 급랭시켜 형태를 만드는 공정입니다. 많은 그래픽 카드 방열판의 외부 쉘과 같이 복잡한 구조와 강력한 일체형 무결성을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다.{1}}
그러나 액체 금속이 급격하게 냉각되면 내부에 작은 기공이나 수축 기공이 쉽게 형성되어 열전도도에 약간 영향을 줄 수 있습니다.
단조는 다릅니다. 그것은 전통적인 대장장이와 비슷하지만 더 정확합니다. 알루미늄 빌렛을 적절한 온도(여전히 고체)로 가열하고 금형에 넣은 다음 엄청난 압력으로 충격을 가하거나 압착하여 금형 캐비티를 채웁니다.
고체-소성 변형이 수반되기 때문에 금속 입자는 더 조밀한 밀도로 압축되고 더 효율적으로 흐릅니다. 따라서 단조 부품은 일반적으로 구조가 더욱 콤팩트하며, 기계적 강도와 열 전도성이 다이캐스트 부품보다 우수한 경우가 많습니다-.
간단한 비교: 다이캐스팅은 "주형에 붓는 것"과 같으며 복잡한 모양에 적합합니다. 단조는 "금형에 압착"하는 것과 같으며 일반적으로 더 나은 성능을 제공하지만 형상 복잡성의 다양성은 약간 낮습니다.
다이{0}}캐스트 라디에이터 - Weifang Huapeng Electronic Radiator Co., Ltd. 다이{4}}캐스트 라디에이터
단조 라디에이터
04 스탬핑: 얇은 시트의 효율성 혁명
라디에이터에는 베이스와 핀뿐만 아니라 수많은 보조 부품도 필요합니다. 스탬핑이 들어가는 곳입니다.
이것은 펀치 프레스와 금형을 사용하여 금속 시트에 압력을 가하여 금속 시트를 분리하거나 변형시켜 원하는 부품을 얻는 냉간-가공 공정입니다. 라디에이터 제조에는 두 가지 주요 용도가 있습니다.
첫 번째는 방열 핀 자체를 제조하는 것입니다. 다양한 핀 잠금 메커니즘과 공기 흐름 채널을 갖춘 중급-~-고급-공랭식{4}}라디에이터의 밀도가 높은 핀 중 다수에 스탬프가 찍혀 있습니다. 이는 설계자에게 더 큰 자유를 제공하는데, 이는 알루미늄 압출로는 달성하기 어려운 것입니다. 두 번째는 다양한 구조 부품의 제조입니다. 여기에는 방열판 고정용 금속 브래킷, 스프링 나사 시트 및 팬 고정용 강철 클립이 포함됩니다. 일반적으로 강도가 더 높은 강철이나 스테인리스강으로 찍혀 있습니다.-
스탬핑은 매우 효율적입니다. 최신 고속{0}}스탬핑 프레스는 분당 수백 또는 수천 개의 동일한 부품을 생산할 수 있습니다. 금형이 만들어지면 상각 후 부품당 비용이 매우 낮아 대량 생산에 매우 적합합니다.
그러나 금형 자체는 설계 및 제조 비용이 많이 들고 단단하고 무거운 부품이 아닌 얇은 시트에만 사용할 수 있습니다. 따라서 대량 생산에만 적합하며 프로토타입 제작에는 적합하지 않습니다.
스탬핑이란 무엇입니까? 이러한 애니메이션 GIF는 매우 직관적입니다. 자동차 스탬핑 공정을 빠르게 이해해 보세요. Autoform 교육, Autoform 분석 교육 과정, Autoform 자동차 금형 시뮬레이션...
05 미래를 생각하다
칩 전력 소비가 계속 증가함에 따라 방열 설계에 대한 과제도 늘어나고 있습니다. 액체 냉각, 열 확산기, 그래핀과 같은 새로운 소재와 솔루션이 등장하고 있습니다. 제조 공정에 어떤 새로운 요구 사항이 적용됩니까?
첨단 제조에서는 이러한 프로세스도 지속적으로 통합되고 진화하고 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅(적층 제조)에서는 기존 공정으로는 달성하기 어려운 방열판의 매우 복잡한 내부 흐름 채널 생성을 탐구하기 시작했습니다.-
아마도 미래에 우리가 보는 방열판은 더 이상 여러 부품의 조립체가 아니라 미세 구조에서 거시적 형태까지 꼼꼼하게 설계되고 단일 공정으로 "성장"되거나 인쇄되는 통합 기능 장치가 될 것입니다.
현재 방열 효율의 병목 현상을 극복할 수 있는 잠재력이 가장 큰 프로세스는 무엇이라고 생각하시나요? 아니면 인상적인 특수 방열 설계를 접해 보셨나요? 의견 섹션에서 귀하의 통찰력을 자유롭게 공유하십시오.
