Алюминиевый экструдированный радиатор

Алюминиевый экструдированный радиатор является пассивным компонентом рассеивания тепла, который использует технологию экструзии алюминия высокой температуры и высокого давления для принуждения 6063/6061 алюминиевых сплавов (содержащих 0,2-0,6% кремния и 0,45-0,9% магния) через индивидуальные формы, формируя их в параллельные плавники высокой плотности, сложные каналы потока или нерегулярные структуры в один раз. Его основные преимущества заключаются в высокой эффективности теплопроводности (180-220 Вт/м · К), высокой точности формования (допуск ± 0,1 мм) и легкости (плотность 2,7 г/см3 составляет только треть меди). В сочетании с технологией анодирования поверхностной обработки он может достичь всеобъемлющей производительности коррозионной устойчивости, простой обработки и высокой плотности теплового рассеивания и широко используется в таких областях, как электронная энергия, транспортные средства новой энергии и промышленное оборудование.

2. Основные особенности

1. Эффективная теплопроводность и структурная оптимизация

Теплопроводность:

Данные: Теплопроводность алюминиевого сплава 6063 составляет 201 Вт / м · К (25 ℃), что на 109% выше, чем литый алюминий ADC12 (96 Вт / м · К). Коэффициент тепловой диффузии составляет 66,8 мм²/с (ADC12 составляет 32,4 мм²/с), а скорость передачи тепла удваивается.

Принцип: процесс экструзии устраняет пористость литья, уточняет размер зерна до класса ASTM 5 (размер зерна ≤ 50 мкм), уменьшает рассеяние фононов на 30% и снижает тепловое сопротивление на 25%.

Структурные инновации:

Дизайн плавников: плавники в форме волны (пиковая высота 15 мм, расстояние волны 3 мм) достигаются с помощью двойных входных и двойных выходных форм, что увеличивает площадь рассеивания тепла на 40% по сравнению с прямыми плавниками и снижает сопротивление потоку воздуха на 20% (падение давления с 12 Па до 9,6 Па при той же скорости ветра).

Оптимизация канала: пластина с водным охлаждением принимает микроканальные спиральные каналы (ширина канала 0,8 мм, глубина 1,2 мм, угл спирали 15 °). Когда скорость потока охлаждающей жидкости составляет 1,2 м/с, коэффициент конвективной теплопередачи достигает 12000 Вт/м² · К, что на 60% выше, чем традиционные прямые каналы.

2. Легкие и механические свойства

Преимущество плотности:

Данные: Плотность 2,7 г/см3, на 69,7% легче медного теплоотвода (8,9 г/см3), подходит для чувствительных к весу мобильных устройств, таких как дроны и портативные источники питания.

Радиатор беспилотного двигателя DJI Mavic 3 изготовлен из экструдированных деталей из алюминиевого сплава 6061-T6 весом всего 120 г, что на 350 г легче медного раствора и увеличивает диапазон на 12%.

Механическая прочность:

Данные: прочность ≥ 240MPa (состояние T6), удлинение ≥ 8%, сопротивление удару (Charpy V-notch) 25J/cm ², прошел холодное и горячее испытание удара (1000 циклов) при -40 ℃ до 120 ℃ без трещин.

Применение: жидкостью охлаждаемая пластина батареи нового энергетического транспортного средства должна выдерживать ускорение вибрации 15 г (в течение 10 часов), а экструдированные детали из алюминиевого сплава прошли вибрационное испытание ISO 16750-3 с сроком службы усталости более 100000 раз.

3. Коррозионная стойкость и обработка поверхности

Анодирующая защита:

Данные: Толщина оксидной пленки составляет ≥ 15 мкм (военный класс может достигать 25 мкм), твердость составляет HV 300-400 (твердость Викерса), а испытание соляного распыления (ASTM B117) прошло в течение 1000 часов без коррозии (обычная распылительная краска занимает всего 300 часов).

Преимущества: пористость оксидной пленки менее 5%, а устойчивость к нейтральному сольному распылению улучшается в 20 раз после герметической обработки. Он подходит для коррозионных сред, таких как морские платформы и химические мастерские.

Ингибирование проводимости:

Данные: Сопротивление оксидного слоя изоляции ≥ 10 ¹ ⁴ Ω · см, напряжение сбоя ≥ 500В, решает риск короткого замыкания, вызванный проводимостью алюминиевого сплава, и подходит для высоковольтного модуля теплорассеивания электрического шкафа (напряжение 690В переменного тока).

4. Эффективность затрат и потенциал массового производства

Стоимость производства:

Данные: урожайность технологии экструзии составляет ≥ 95%, а стоимость на штуку снижается на 70% по сравнению с обработкой с ЧПУ и на 40% по сравнению с технологией литья под давлением (взяв радиатор 1 кг в качестве примера, стоимость экструзии составляет 8,5, ЧПУ составляет 28, а литие под давлением составляет 14 долларов).

Эффективность: производственная мощность одного экструдера может достигать 3 тонн / день (8 часов), а срок службы формы превышает 50000 раз, подходящий для партийных заказов с годовым производством более 100000 штук.

Гибкость настройки:

Данные: цикл разработки формы составляет 15-20 дней (литье под давлением занимает 30-45 дней), поддерживает сложность поперечного сечения ≤ 8 (коэффициент сложности = окружность ² / площадь) и может удовлетворять индивидуальным требованиям, таким как толщина градиента плавника (0,5-2 мм) и нерегулярные полости (такие как шестиугольные структуры медового паху).

3,Типичные сценарии применения и решения

1. Тепловое управление транспортными средствами новой энергии

Пластина жидкого охлаждения батареи:

Структура: двухслойная микроканальная экструдированная пластина с водным охлаждением (расстояние канала 2 мм, глубина 1,5 мм), интегрированное отверстие для установки взрывоопасного клапана и слот для фиксации модуля батареи.

Производительность: Когда скорость потока охлаждающей жидкости составляет 8 л / мин, разница температуры батареи составляет ≤ 2 ℃, а тепловое сопротивление составляет 0,025 ℃ / Вт, удовлетворяя требованиям быстрой зарядки и охлаждения батареи Ningde Times NCM811 200 кВт.

Рассеивание тепла контроллера двигателя:

Структура: Медный алюминиевый композитный теплоотводник (подложка медный слой 1,5 мм + плавник алюминиевый слой 8 мм), термический интерфейс принимает нано-серебро процесс печения (контактное тепловое сопротивление 0,005 ㎡· K/W).

Случай: контроллер двигателя привода BYD Han EV, температура соединения IGBT ≤ 150 ℃ при пиковой мощности 200 кВт, уменьшенная на 15 ℃ по сравнению с чистым алюминиевым раствором.

2. Центр связи и обработки данных 5G

Базовая станция RF блока:

Структура: Игла в форме теплоотвода (диаметр иглы 1 мм, высота 25 мм, расстояние 2,5 мм), с никелированным электромагнитным экранированием на поверхности.

Производительность: Тепловое сопротивление 0,12 ℃ / Вт при скорости ветра 3 м / с, совместимое с Huawei AAU 5639 (потребление энергии 1200 Вт), снижая объем на 40% по сравнению с традиционными решениями для рассеивания тепла.

Охлаждение GPU сервера:

Структура: VC температура выравнивает пластину + экструдированный плавник композитный модуль рассеивания тепла (толщина VC 1,2 мм, высота плавника 30 мм), со встроенным материалом смены фазы (PCM) теплопоглощающий слой.

Случай: Сервер Inspur NF5488A5 оснащен 8 графическими процессорами NVIDIA A100. При работе при полной нагрузке температура ядра составляет ≤ 80 ℃, а коэффициент энергоэффективности улучшается на 18%.

3. Промышленное электроснабжение и новая энергия

Фотоэлектрический инвертор:

Структура: Гофрированный плавник теплоотвода (высота волны 12 мм, расстояние волны 4 мм), с лазерными гравированными руководящими канавками 0,1 мм на поверхности плавников.

Производительность: В естественных условиях конвекции тепловое сопротивление составляет 0,3 ℃ / Вт, подходит для инвертора SG320HX источника питания Sunshine (мощность 320 кВт), а диапазон температурных колебаний соединения IGBT ≤ 5 ℃.

Система хранения энергии:

Структура: складная пластина с водяным охлаждением (развернутая площадь 2.1) ㎡, складанный объем 0,03 м³), встроенный датчик потока и клапан балансирования давления.

Случай: система хранения энергии Tesla Megapack, мощность рассеивания тепла одного шкафа 1,2 МВт, колебания температуры охлаждающей жидкости ≤ 1 ℃, затраты на обслуживание снижены на 60% в течение жизненного цикла.