As barbatanas de arrefecimento são os componentes principais que aumentam a área de dissipação de calor eficaz de um radiador.volume de produçãoOs seguintes são vários métodos de processamento comuns para barbatanas de arrefecimento actualmente em utilização:
1. Estampagem FormaçãoPrincípio:Utiliza a pressão de uma matriz e de um puncho para deformar plasticamente uma folha de metal dentro da matriz, obtendo assim a forma da barbatana desejada, como mostrado na Figura 1.As máquinas de estampagem de barbatanas convencionais ou as máquinas de perfurar dedicadas são utilizadas para a produção em grande volume.
Vantagens:Eficiência de produção extremamente elevada, adequada para fabricação em larga escala; custo relativamente baixo; excelente consistência.
Desvantagens:Requer matrizes personalizadas, resultando em alto investimento inicial; altura e densidade das barbatanas são limitadas; normalmente produz barbatanas separadas que exigem ligação subsequente a uma placa de base.
Figura 1 Formação de prensas de barbatanas
2. Formação de rolosPrincípio:Uma fita metálica longa e fina (geralmente de alumínio) é passada através de um conjunto preciso de rolos para ser submetida a flexão e dobragem contínuas, formando uma faixa contínua de ziguezague ou de barbatanas onduladas,conforme mostrado na figura 2.
Vantagens:Pode produzir barbatanas muito altas com espaçamento mínimo entre as barbatanas, alcançando uma grande área de dissipação de calor por unidade de volume; alta taxa de utilização do material.
Desvantagens:Relativamente baixa resistência estrutural das barbatanas, propensa à deformação; também requer ligação a uma placa de base.
Principais aplicações:Radiadores (refrigeração) para automóveis, intercoolers, grandes trocadores de calor industriais.Figura 2 Processo de formação de rolos de barbatanas
3.Skiving FormandoPrincípio:Utiliza uma ferramenta de deslizamento em forma para "raspar" uma placa de base giratória, deformar plasticamente e erguer uma parte do material metálico para formar barbatanas integradas com a placa de base, conforme mostrado nas figuras 3 e 4.
Vantagens:As barbatanas e a placa de base são uma estrutura integrada sem resistência térmica ao contacto; capazes de produzir barbatanas contínuas de alta densidade; projeto flexível.
Desvantagens:Requer equipamento especializado, levando a um elevado investimento inicial; exige alta ductilidade do material (adequado para cobre e alumínio).
Principais aplicações:Aplicações de alta confiabilidade e alta densidade de potência, como equipamentos eletrônicos militares, aeroespaciais e alguns dissipadores de calor plug-in de ponta.
Figura 3 Barbatanas de alumínio esquivadas
Figura 4 Barbatanas de cobre esquivadas
4.Formar por extrusãoPrincípio:Os billetes de alumínio ou cobre aquecidos em estado plástico são forçados sob alta pressão através de uma matriz com uma abertura de forma específica, formando um perfil de dissipador de calor com barbatanas integradas em uma única etapa.
Vantagens:Excelente condutividade térmica (sem resistência térmica ao contacto); elevada resistência estrutural; capaz de produzir formas de barbatanas sólidas complexas; económico.
Desvantagens:Limitado pelo processo de extrusão, a relação de aspecto das barbatanas (altura para espaçamento) não pode ser muito alta, caso contrário, torna-se desafiador para a matriz e o processo; normalmente produz barbatanas retas.
Principais aplicações:O método mais comum para a fabricação de dissipadores de calor, amplamente utilizado em refrigeradores de CPU de computadores, dissipação de calor de iluminação LED, resfriamento de dispositivos de alimentação, etc.
5Processo de fundiçãoPrincípio:O metal fundido (geralmente uma liga de alumínio) é derramado em uma cavidade do molde contendo as formas das barbatanas.
Vantagens:Frequência de conceção extremamente elevada, capaz de produzir estruturas de barbatanas e bases muito complexas com formas curvas ou irregulares; permite um desenho integrado.
Desvantagens:Altos custos de molde; a eficiência de produção é menor do que a extrusão; defeitos internos, como poros, podem existir em moldes, afetando a condutividade térmica.
Principais aplicações:Cenários com requisitos especiais para a forma e a estrutura da dissipação de calor, tais como determinados refrigeradores de cartões gráficos de ponta, blocos de cilindros do motor e complexos módulos de gestão térmica.
6.Atração CNCPrincípio:Utiliza uma fresadora CNC para "esculpir" diretamente as barbatanas de um bloco de metal sólido, removendo o material através da fresagem.
Vantagens:Maior precisão, capaz de mecanizar barbatanas de qualquer forma e espessura; não são necessários moldes, adequados para prototipagem e produção em pequenos lotes; excelente condutividade térmica (material monolítico).
Desvantagens:Resíduos de material significativos, elevado custo; tempo de usinagem relativamente longo.
Principais aplicações:Aeronáutica, militar, pesquisa científica de ponta, onde o desempenho é crítico e o custo não é a principal preocupação; prototipagem de dissipadores de calor.
7. Impressão 3D / Fabricação AditivaPrincípio:Utiliza a tecnologia de impressão 3D de metais (por exemplo, fusão seletiva a laser, SLM) para gradualmente formar camadas de pó metálico,Fabricação direta de dissipadores de calor integrados com complexos canais de fluxo interno e barbatanas externas.
Vantagens:Máxima liberdade de concepção, capaz de produzir estruturas topologicamente otimizadas e canais de arrefecimento conformes que os métodos tradicionais não conseguem alcançar,empurrando o desempenho de dissipação de calor para o extremo.
Desvantagens:Custo extremamente elevado; tamanho de impressão limitado; rugosidade da superfície pode ser relativamente elevada.
Principais aplicações:Áreas tecnológicas de ponta, como refrigeração de chips de inteligência artificial, veículos aeroespaciais, equipamentos médicos, etc.
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