radiador extrudido alumínio

O radiador extrudido de alumínio é um componente passivo de dissipação de calor que usa tecnologia de extrusão de alumínio de alta temperatura e alta pressão para forçar billetes de liga de alumínio 6063/6061 (contendo 0,2-0,6% de silício e 0,45-0,9% de magnésio) através de moldes personalizados, formando-os em aletas paralelas de alta densidade, canais de fluxo complexos ou estruturas irregulares de uma só vez. Suas principais vantagens estão na alta eficiência de condutividade térmica (180-220 W / m · K), alta precisão de moldagem (tolerância ± 0,1 mm) e peso leve (densidade 2,7 g / cm³ é apenas um terço do cobre). Combinado com a tecnologia de tratamento de superfície de anodização, pode alcançar um desempenho abrangente de resistência à corrosão, fácil processamento e alta densidade de dissipação de calor, e é amplamente usado em campos como energia eletrônica, veículos de nova energia e equipamentos industriais.

2. Características principais

1. condutividade térmica eficiente e otimização estrutural

Condutividade térmica:

Dados: A condutividade térmica da liga de alumínio 6063 é de 201 W / m · K (25 ℃), que é 109% maior do que a do alumínio fundido a pressão ADC12 (96 W / m · K). O coeficiente de difusão térmica é de 66,8 mm ²/s (ADC12 é de 32,4 mm ²/s), e a taxa de transferência de calor é dobrada.

Princípio: O processo de extrusão elimina a porosidade da fundição, refina o tamanho do grão para a ASTM grau 5 (tamanho do grão ≤ 50 μm), reduz a dispersão de fonões em 30% e reduz a resistência térmica em 25%.

Inovação estrutural:

Design de aletas: aletas em forma de onda (altura de pico de 15 mm, espaçamento de onda de 3 mm) são alcançadas através de moldes de entrada e saída duplos, o que aumenta a área de dissipação de calor em 40% em comparação com aletas retas e reduz a resistência ao fluxo de ar em 20% (queda de pressão de 12Pa para 9,6Pa na mesma velocidade do vento).

Otimização do canal: A placa resfriada por água adota canais espirais de microcanal (largura do canal 0,8 mm, profundidade 1,2 mm, ângulo espiral de 15 °). Quando a taxa de fluxo do refrigerante é de 1,2 m/s, o coeficiente de transferência de calor convectiva atinge 12.000 W/m ² · K, o que é 60% maior do que os canais tradicionais retos.

2. Propriedades leves e mecânicas

Vantagem da densidade:

Dados: Densidade de 2,7 g/cm³, 69,7% mais leve que o dissipador de calor de cobre (8,9 g/cm³), adequado para dispositivos móveis sensíveis ao peso, como drones e fontes de alimentação portáteis.

Caso: O radiador do motor de drone DJI Mavic 3 é feito de peças extrudidas de liga de alumínio 6061-T6, pesando apenas 120g, o que é 350g mais leve do que a solução de cobre e aumenta o alcance em 12%.

Resistência mecânica:

Dados: Resistência de rendimento ≥ 240MPa (estado T6), alongamento ≥ 8%, resistência ao impacto (notch V Charpy) 25J / cm ², passou o teste de impacto frio e quente (1000 ciclos) a -40 ℃ a 120 ℃ sem rachaduras.

Aplicação: A placa refrigerada a líquido do novo pacote de bateria do veículo de energia precisa suportar uma aceleração de vibração de 15g (por 10 horas), e as peças extrudidas de liga de alumínio passaram no teste de vibração ISO 16750-3 com uma vida útil de fadiga de mais de 100000 vezes.

3. Resistência à corrosão e tratamento de superfície

Proteção de anodização:

Dados: A espessura do filme de óxido é ≥ 15 μm (grau militar pode atingir 25 μm), a dureza é HV 300-400 (dureza de Vickers), e o teste de pulverização de sal (ASTM B117) passou por 1000 horas sem corrosão (pintura de pulverização ordinária leva apenas 300 horas).

Vantagens: A porosidade do filme de óxido é inferior a 5%, e a resistência à pulverização de sal neutro é melhorada em 20 vezes após o tratamento de vedação. É adequado para ambientes corrosivos, como plataformas offshore e oficinas químicas.

Inibição da condutividade:

Dados: Resistividade da camada de óxido de isolamento ≥ 10 ¹ ⁴ Ω · cm, tensão de ruptura ≥ 500V, resolve o risco de curto-circuito causado pela condutividade da liga de alumínio e é adequado para módulo de dissipação de calor de armário elétrico de alta tensão (tensão 690V AC).

4. Eficiência de custo e capacidade de produção em massa

Custo de fabricação:

Dados: A taxa de rendimento da tecnologia de extrusão é ≥ 95%, e o custo por peça é reduzido em 70% em comparação com a usinagem CNC e 40% em comparação com a tecnologia de fundição a pressão (tomando o radiador de 1 kg como exemplo, o custo de extrusão é de 8,5, o CNC é de 28 e a fundição a pressão é de US $ 14).

Eficiência: A capacidade de produção de uma única extrusora pode atingir 3 toneladas / dia (8 horas), e a vida do molde excede 50000 vezes, adequado para pedidos em lotes com uma produção anual de mais de 100000 peças.

Flexibilidade de personalização:

Dados: O ciclo de desenvolvimento do molde é de 15-20 dias (fundição a pressão leva 30-45 dias), suportando uma complexidade de seção transversal de ≤ 8 (coeficiente de complexidade = circunferência ² / área), e pode atender a requisitos personalizados, como espessura do gradiente da aleta (0,5-2mm) e cavidades irregulares (como estruturas hexagonais de panal de mel).

3, Cenários e soluções típicas de aplicação

1. Gestão térmica de veículos de nova energia

Placa de refrigeração líquida do pacote de bateria:

Estrutura: placa refrigerada por água extrudida de microcanal de camada dupla (espaçamento do canal de 2 mm, profundidade de 1,5 mm), buraco integrado de instalação da válvula à prova de explosão e fenda de fixação do módulo da bateria.

Desempenho: Quando a taxa de fluxo de refrigerante é 8L / min, a diferença de temperatura do pacote de bateria é ≤ 2 ℃, e a resistência térmica é 0,025 ℃ / W, atendendo aos requisitos de carregamento rápido e resfriamento de 200kW da bateria NCM811 de Ningde Times.

Dissipação de calor do controlador do motor:

Estrutura: Disipador de calor composto de alumínio de cobre (camada de cobre do substrato 1,5 mm + camada de alumínio da aleta 8 mm), a interface térmica adota o processo de sinterização de prata nano (resistência térmica de contato 0,005 ㎡· K/W).

Caso: controlador de motor de acionamento BYD Han EV, temperatura de junção IGBT ≤ 150 ℃ na potência máxima de 200kW, reduzida em 15 ℃ em comparação com solução de alumínio puro.

2. Centro de comunicação e dados 5G

Unidade RF da estação base:

Estrutura: Disipador de calor em forma de agulha (diâmetro da agulha 1mm, altura 25mm, espaçamento 2,5mm), com blindagem eletromagnética banhada em níquel na superfície.

Desempenho: Resistência térmica de 0,12 ℃/W à velocidade do vento de 3m/s, compatível com Huawei AAU 5639 (consumo de energia de 1200W), reduzindo o volume em 40% em comparação com soluções tradicionais de dissipação de calor.

Refrigeração da GPU do servidor:

Estrutura: placa de equalização de temperatura VC + módulo de dissipação de calor composto de aleta extrudida (espessura VC 1,2 mm, altura da aleta 30 mm), com camada absorvente de calor incorporada do material de mudança de fase (PCM).

Caso: O servidor Inspur NF5488A5 está equipado com 8 GPUs NVIDIA A100. Ao funcionar a carga completa, a temperatura do núcleo é ≤ 80 ℃, e a relação de eficiência energética é melhorada em 18%.

3. Fonte de alimentação industrial e nova energia

Invertedor fotovoltaico:

Estrutura: Disipador de calor de barbatanas onduladas (altura da onda 12mm, espaçamento da onda 4mm), com ranhuras guia de 0,1 mm gravadas a laser na superfície das barbatanas.

Desempenho: Sob condições de convecção natural, a resistência térmica é de 0,3 ℃ / W, adequado para o inversor SG320HX da fonte de alimentação Sunshine (potência 320kW), e a faixa de flutuação de temperatura da junção IGBT é ≤ 5 ℃.

Sistema de armazenamento de energia:

Estrutura: placa rebaixada com água (área desdobrada 2.1) ㎡, volume dobrado 0,03 m³), sensor de fluxo incorporado e válvula de equilíbrio de pressão.

Caso: Sistema de armazenamento de energia Tesla Megapack, potência de dissipação de calor de gabinete único de 1,2 MW, flutuação de temperatura do refrigerante ≤ 1 ℃, custo de manutenção reduzido em 60% durante o ciclo de vida.