導入
ヒートシンクを製造する場合、特にアルミニウムを使用し、大量のヒートシンクを製造する必要がある場合には、適切な製造プロセスを選択することが非常に重要です。各方法には独自のトレードオフがあります。-コストを抑える方法もあれば、設計で創造性を発揮できる方法もあれば、熱性能を高める方法もあります。-大規模な生産を行っている場合、通常、押出成形、ダイカスト、スタンピング、鍛造などの作業が迅速かつ効率的に行われます。一方、CNC 加工とスカイビングは、特殊な場合や最高のパフォーマンスが必要な場合に適しています。-これらの主なアプローチ-押出、ダイカスト、CNC 加工、鍛造、スタンピング、スカイビング-を分析し、それぞれの利点、欠点、それぞれを使用するのが適切な場合を見てみましょう。
押し出し
押し出し成形は、アルミニウム ヒートシンクの製造に最も適した方法です。-その仕組みは次のとおりです。アルミニウム-通常は 6061 や 6063 などの合金-を加熱し、カスタムの金型に押し込みます。この金型は金属をフィンが組み込まれた長い片に成形します。金型を入手したら、これらのプロファイルを大量に迅速に送り出すことができるため、1 個あたりのコストが大幅に下がります。
結果もかなりしっかりしています。優れた熱伝導率と美しく滑らかな仕上げを備えたヒートシンクが得られます。-人々は、通常、押出成形されたシンクは他のタイプよりも優れた性能を発揮し、見た目もきれいだと指摘しています。しかし、落とし穴があります。かなり基本的な形状にこだわっています。ダイによって直線的で単純なプロファイルに制限されるため、非常に幅の広いものや複雑なものについては忘れてください。
それでも、押し出し成形ヒートシンクはどこにでもあります。コンピュータ、通信機器、パワーアンプ、LED ライトなど、{0}}安価で効率的なストレートフィン ヒートシンクが必要な場所であれば、おそらくどこでも見つかるはずです。-
ダイカスト
ダイカストは、溶融したアルミニウムを1トンの圧力の下で鋼の金型に押し込むことによって機能します。この方法を使用すると、押し出し成形では不可能なあらゆる種類の形状や詳細を備えたヒートシンクを作成できます。- Ecotherm Group は、これを非常に簡単に説明します。ダイカストによって「熱をよく伝える強力な部品」が得られ、これらの難しい機能をすべて設計できるようになります。-薄いフィンや取り付け穴など、必要なものはすべて部品に直接組み込まれます-。
さて、本当の魔法は、これらのものをたくさん作っているときに起こります。確かに、事前に工具に多額の費用がかかりますが、約 5,000 個の部品を超えると、プロセスが高速で高度に自動化できるため、1 個あたりの価格は驚くほど下がります。 LED ライト、カーエレクトロニクス、電源など、あらゆるところでダイカスト ヒートシンクが見られるのはそのためです。-電子機器を冷却するために複雑な形状のものが必要な場合は、おそらくダイカストがその背後にあるでしょう。
ただし、いくつかの欠点もあります。ダイカストに使用されるアルミニウム合金は、押出成形や鍛造に使用される 6061 合金や 6063 合金ほど熱を伝えません。完成したパーツは少し重くなる傾向があります。また、完全に平らな表面やねじ山が必要な場合は、おそらく鋳造後に追加の機械加工を行う必要があります。それでも、大量の部品を作成し、複雑な形状が必要な場合は、ダイカストを使用すると、低コストと設計の柔軟性を確実に組み合わせることができます。
CNC加工
CNC 加工は金属の塊から始まり、それをほぼ任意の形状のヒートシンクに彫刻します。 RapidDirect は、押出成形とダイカストは単純な大量部品には適していますが、実際のパフォーマンスが必要な場合には CNC が優れていると指摘しています。-これは、成形だけでは処理できない、複雑で多方向のフィンや、小さくて詳細な機能が必要な仕事に最適です。-さらに、CNC はそこで終わりではありません。-取り付け穴、内部キャビティ、またはネジ山をすべて一度に追加できるため、後の手順が少なくなります。
ただし、ここに問題があります。CNC は遅く、多くの部品が必要な場合は高価です。 Lori Thermal は、CNC によって自由な設計が可能になるが、文字通りその対価を支払うとさえ言っています。-したがって、現実世界では、ほとんどの人がカスタム プロトタイプや少量生産、または量産に切り替える前に設計を確定するために CNC を利用します。
鍛造
冷間鍛造は金属を型に押し込んでヒートシンクを打ち抜きますが、これは非常に得意です。 Lori Thermal 氏は、冷間鍛造では大量のフィン-円形または楕円形のピン-が詰め込まれており、特に空気が高速で移動する場所での熱伝達が重要になると指摘しています。これらの鍛造シンクは、全体的にしっかりとした均一な構造で、強度も高くなります。
この方法は主に、サーバー ラックや RF アンプなどの特殊な高出力機器--で使用されます。ただし、落とし穴があります。ダイによってピン パターンの繰り返しに制限されるため、形状のオプションが少し制限されます。ATS は実際、鍛造ヒートシンクを「中程度のパフォーマンス」で予算に優しいと呼んでいますが、エアフローの設計に関しては、あまり考慮する余地がありません。-
大規模な製造工程では、鍛造はまさにその中間に位置します。安価な打ち抜きフィンよりは優れていますが、精密押し出しプレートほど正確ではなく、-高価でもありません-。
さまざまな製造方法で作られたヒートシンク
スタンピング
プレス機はアルミニウムの薄いシートからヒートシンクを作り出し、すべてが高速かつほぼ自動操縦で動作します。 Lori Thermal 氏は、大量のヒートシンクを送り出す必要がある場合にスタンピングが最適であると述べています。このようなスタンプされたシンクは、アダプター、ルーター、LED パネルなどのデバイスで見られます。-驚異的なパフォーマンスは必要なく、膨大な部品の山が必要な場所です。
ATS は簡単に説明します。工具をセットアップすれば、スタンピングは完全に自動化され、部品は非常に安価に製造されます。{0}場合によっては、押し出し成形品よりも安価になることもあります。さらに、パンチやダイを使用してタブや通気孔などの追加部品をすぐに投入できるため、組み立てが簡単になります。
欠点は？打ち抜き加工されたフィンは、押し出し加工されたフィンよりも厚く、間隔が広くなるため、各フィンの熱効率がいくらか低下します。それでも、すべて同じに見えるヒートシンクが何千も必要で、コストを考慮する場合は、フィンの設計にあまり凝ったものを必要としない限り、スタンピングが最適な方法です。
スカイビング
スカイビング加工では、固体の金属ブロックからフィンを直接切り出すため、フィンとベースが一体化した一体型のヒートシンクが得られます。{0} MyHeatSinks は、フィンとベースの間に継ぎ目がないため、熱がよく伝わり、全体が頑丈に保たれると指摘しています。スカイブド ヒートシンクには極薄で密に詰まったフィンがあり、通常の押し出しヒートシンクと比較して表面積がはるかに大きくなります。{3}}そのため、人々は、トップエンドの CPU クーラーや LED モジュールなど、狭いスペースで高性能のものにこれらを使用するのです。-基本的に、あらゆる冷却能力が必要な場所ならどこでも、絞り込むことができます。スカイビングには特別なブレードと機械が必要ですが、大量の高価なカスタム ツールは必要ないため、プロトタイプと完全な生産の両方に使用できます。欠点の 1 つは、これらのヒートシンクはベースが厚いため重くなる傾向があり、空気の流れが適切に当たるようにセットアップする必要があることです。スカイビングは大規模な生産では一般的ではありませんが、最小のスペースで最高の冷却が必要な場合には、これを克服するのは困難です。
結論
どの製造方法にもスイートスポットがあります。大量のアルミニウム ヒートシンクが必要な場合、押出成形、スタンピング、ダイカストによって重労働のほとんどが行われます。それぞれのコストと複雑さの処理方法は少し異なります。本当に正確な、または最高レベルのパフォーマンスが必要な場合は、CNC 加工とスカイビングが役立ちます。-ある専門家は、「ダイカスト ヒートシンクは複雑で大量生産のジョブに最適ですが、押し出し成形ヒートシンクはコストを節約し、基本的な形状に適しています。」と簡単に言いました。-これらの違いを理解することは、デザイナーがただ推測するのではなく、プロジェクトに適切なアプローチを選択するのに役立ちます。
パワーウィンクスはヒートシンク製造の大手スペシャリストです。同社は、大容量アルミニウム ヒートシンクの押出、ダイカスト、CNC 加工、鍛造、スタンピング、スカイビングなどのフル-サービス生産-を提供しています。- PowerWinx は高度な設備と ISO 認証を備えており、完全なカスタム プロトタイプと大規模な量産稼働を処理します。-彼らの垂直統合と業界をリードする専門知識により、あらゆる厳しい熱管理や OEM 要件に対して迅速な対応と一貫した品質が保証されます。{8}}
