Introduction
Choisir le bon processus de fabrication est vraiment important lorsque vous fabriquez des dissipateurs thermiques, surtout si vous travaillez avec de l'aluminium et devez en produire un grand nombre. Chaque méthode comporte son propre ensemble de compromis-compromis-certains réduisent les coûts, d'autres vous permettent de faire preuve de créativité dans vos conceptions et d'autres encore améliorent les performances thermiques. Si vous dirigez une grande production, l'extrusion, le moulage sous pression, l'estampage et le forgeage effectuent généralement le travail rapidement et efficacement. D'un autre côté, l'usinage CNC et le skiving sont meilleurs pour des cas particuliers ou lorsque vous avez besoin de performances de premier ordre. Décomposons ces principales approches-extrusion, moulage sous pression, usinage CNC, forgeage, estampage et parage-et voyons dans quoi elles sont bonnes, où elles échouent et quand il est judicieux d'utiliser chacune d'entre elles.
Extrusion
L'extrusion est la méthode incontournable-pour fabriquer des dissipateurs thermiques en aluminium. Voici comment cela fonctionne : vous chauffez de l'aluminium-généralement des alliages comme le 6061 ou le 6063-et vous le faites passer à travers une matrice personnalisée. Cette matrice façonne le métal en longs morceaux avec des ailettes intégrées. Une fois que vous avez la matrice, vous pouvez pomper rapidement des tonnes de ces profils, ce qui réduit considérablement le coût par pièce.
Les résultats sont également assez solides. Vous obtenez des dissipateurs thermiques dotés d'une excellente conductivité thermique et d'une finition agréable et lisse.-les gens soulignent que les dissipateurs extrudés fonctionnent généralement mieux et semblent plus propres que les autres types. Mais il y a un piège. Vous êtes coincé avec des formes assez basiques. La matrice vous limite à des profils droits et simples, alors oubliez tout ce qui est super large ou compliqué.
Pourtant, les dissipateurs thermiques extrudés apparaissent partout : ordinateurs, équipements de télécommunications, amplificateurs de puissance, lampes LED.-partout où vous avez besoin d'un dissipateur thermique bon marché, efficace et à ailettes droites-, vous en trouverez probablement un.
Moulage sous pression
Le moulage sous pression consiste à forcer l'aluminium fondu dans un moule en acier sous une tonne de pression. Cette méthode vous permet de créer des dissipateurs thermiques avec toutes sortes de formes et de détails intégrés-qui ne sont tout simplement pas possibles avec l'extrusion. Ecotherm Group le dit assez simplement : le moulage sous pression vous donne des "pièces solides qui déplacent bien la chaleur", et vous pouvez concevoir toutes ces caractéristiques délicates-ailettes fines, trous de montage, tout ce dont vous avez besoin-directement dans la pièce.
Maintenant, la vraie magie se produit lorsque vous réalisez beaucoup de ces choses. Bien sûr, l'outillage coûte cher au départ, mais une fois que vous dépassez environ 5 000 pièces, le prix par pièce chute comme un roc car le processus est rapide et peut être fortement automatisé. C'est pourquoi vous verrez des dissipateurs de chaleur moulés sous pression partout : - éclairages LED, appareils électroniques automobiles, alimentations électriques, etc. Partout où vous avez besoin de quelque chose de forme complexe pour refroidir des appareils électroniques, le moulage sous pression est probablement derrière.
Il y a cependant quelques inconvénients. Les alliages d'aluminium utilisés dans le moulage sous pression ne transfèrent pas la chaleur aussi bien que les alliages 6061 ou 6063 que vous utiliseriez pour les extrusions ou les pièces forgées. Les pièces finies ont également tendance à être un peu plus lourdes. Et si vous avez besoin de surfaces ou de filetages absolument plats, vous devrez probablement effectuer un usinage supplémentaire après la coulée. Néanmoins, si vous fabriquez beaucoup de pièces et avez besoin de formes complexes, le moulage sous pression vous offre un bon mélange de faible coût et de flexibilité de conception.
Usinage CNC
L'usinage CNC commence avec un morceau de métal solide et le sculpte en un dissipateur thermique, à peu près n'importe quelle forme souhaitée. RapidDirect souligne que même si l'extrusion et le moulage sous pression fonctionnent bien pour des pièces simples-à volume élevé, la CNC se démarque lorsque vous avez besoin de performances réelles. C'est la solution idéale pour les travaux qui nécessitent des ailerons multidirectionnels complexes ou des éléments minuscules et détaillés que le formage ne peut tout simplement pas gérer. De plus, la CNC ne s'arrête pas là - : elle peut ajouter des trous de montage, des cavités internes ou des filetages en une seule fois, ce qui signifie moins d'étapes ultérieures.
Mais voici le problème : la CNC est lente et coûteuse si vous avez besoin de beaucoup de pièces. Lori Thermal affirme même que la CNC vous offre une grande liberté de conception, mais que vous en payez le prix-littéralement. Ainsi, dans le monde réel, la plupart des gens se tournent vers la CNC pour des prototypes personnalisés, de petites séries ou pour définir une conception avant de passer à la production de masse.
Forgeage
Le forgeage à froid élimine les dissipateurs de chaleur en pressant le métal dans une matrice, et c'est plutôt bon dans ce domaine. Lori Thermal souligne que le forgeage à froid contient une tonne d'ailettes-broches rondes ou elliptiques-pour un transfert de chaleur important, en particulier là où l'air se déplace rapidement. Ces éviers forgés finissent également par être solides, avec une structure serrée et uniforme tout au long.
Cette méthode est principalement utilisée avec des-éléments spécialisés à haute puissance-pensez aux racks de serveurs ou aux amplificateurs RF. Il y a cependant un problème : la matrice vous limite à répéter des motifs de broches, donc vos options de forme sont un peu encadrées. ATS qualifie en fait les dissipateurs de chaleur forgés de « performances moyennes » et économiques-, mais ils ne vous laissent pas grand-chose avec lequel jouer en matière de conception du flux d'air.
Pour les grandes séries de fabrication, le forgeage se situe en plein milieu. C'est mieux que les ailettes estampées bon marché, mais pas aussi précis-ou coûteux-que les plaques extrudées de précision.
Dissipateurs thermiques fabriqués selon différentes méthodes de fabrication
Estampillage
Les presses à emboutir fabriquent des dissipateurs thermiques à partir de fines feuilles d'aluminium, et le tout fonctionne rapidement et pratiquement en pilote automatique. Lori Thermal affirme que l'estampage fonctionne très bien lorsque vous devez pomper des tonnes de dissipateurs thermiques. Vous verrez ces récepteurs estampillés dans des appareils tels que des adaptateurs, des routeurs ou des panneaux LED-endroits où vous n'avez pas besoin de performances folles, juste d'un énorme tas de pièces.
ATS le dit simplement : une fois que vous avez configuré l'outillage, l'emboutissage peut être entièrement automatisé et les pièces sont très bon marché-parfois même moins cher que les pièces extrudées. De plus, les poinçons et les matrices peuvent ajouter des extras comme des languettes ou des trous d'aération au fur et à mesure, ce qui facilite l'assemblage.
L'inconvénient ? Les ailettes estampées finissent par être plus épaisses et plus espacées que les ailettes extrudées, vous perdez donc une certaine efficacité thermique pour chaque aileron. Néanmoins, si vous avez besoin de milliers de dissipateurs thermiques qui se ressemblent tous et que vous surveillez les coûts, l'estampage est la voie à suivre, à condition que vous n'ayez pas besoin de quelque chose de trop sophistiqué dans la conception de vos ailerons.
Parer
Le skiving coupe les ailettes directement dans un bloc de métal solide, vous obtenez ainsi un dissipateur thermique constitué d'ailettes et de base d'une seule pièce fusionnées. MyHeatSinks souligne qu'il n'y a pas de couture entre les ailettes et la base, donc la chaleur s'y déplace très bien et le tout reste solide. Les dissipateurs thermiques biseautés peuvent avoir des ailettes ultra- ultra fines et étroitement emballées, ce qui signifie bien plus de surface que les dissipateurs extrudés classiques. C'est pourquoi les gens les utilisent pour des produits de haute -performances dans des espaces restreints, comme-des refroidisseurs de processeur haut de gamme ou des modules LED-essentiellement partout où vous avez besoin de toute la puissance de refroidissement que vous pouvez intégrer. Vous avez besoin de lames et de machines spéciales pour le skiving, mais vous n'avez pas besoin de beaucoup d'outils personnalisés coûteux, donc cela fonctionne à la fois pour les prototypes et la production complète. Un inconvénient : ces dissipateurs thermiques ont tendance à être lourds en raison de leur base épaisse, et ils doivent être installés de manière à ce que le flux d'air les frappe parfaitement. Le skiving n'est pas courant pour les séries de production très massives, mais lorsque vous avez besoin du meilleur refroidissement dans le plus petit espace, il est difficile de battre.
Conclusion
Chaque méthode de fabrication a son point idéal. Lorsque vous avez besoin de tonnes de dissipateurs thermiques en aluminium, l’extrusion, l’estampage et le moulage sous pression font le gros du travail. Chacun gère le coût et la complexité un peu différemment. L'usinage CNC et le skiving interviennent lorsque vous avez besoin de quelque chose de vraiment précis ou de performances de haut niveau. Un expert l'a dit simplement : "Les dissipateurs thermiques moulés sous pression fonctionnent mieux pour les travaux complexes et à volume élevé, tandis que les dissipateurs thermiques extrudés permettent d'économiser de l'argent et fonctionnent bien pour les formes de base." Connaître ces différences aide les concepteurs à choisir la bonne approche pour leur projet, au lieu de simplement deviner.
PowerWinxest un spécialiste majeur de la fabrication de dissipateurs thermiques. Ils offrent un-service de production complet-y compris l'extrusion, le moulage sous pression, l'usinage CNC, le forgeage, l'emboutissage et le parage-pour les dissipateurs thermiques en aluminium-de gros volumes. Avec des installations avancées et des certifications ISO, PowerWinx gère des prototypes personnalisés complets et des séries de production en grand volume-. Leur intégration verticale et leur expertise de pointe- garantissent un délai d'exécution rapide et une qualité constante pour toute gestion thermique exigeante ou exigence OEM.
