Hliníkový extrudovaný radiátor

Hliníkový extrudovaný radiátor je pasivní komponenta pro rozptýlení tepla, která používá vysokoteplotní a vysokotlakovou hliníkovou extrusovací technologii k vytlačení hliníkových slitin 6063/6061 (obsahujících 0,2-0,6% křemíku a 0,45-0,9% hořčíku) prostřednictvím zakázkových forem a vytváří je do paralelních plout s vysokou hustotou, složitých průtokových kanálů nebo nepravidelných struktur najednou. Jeho hlavní výhody spočívají ve vysoké účinnosti tepelné vodivosti (180-220 W/m · K), vysoké přesnosti tvarování (tolerance ± 0,1 mm) a lehkosti (hustota 2,7 g/cm³ je pouze jedna třetina mědi). V kombinaci s technologií anodizování povrchové úpravy může dosáhnout komplexního výkonu odolnosti vůči korozi, snadného zpracování a vysoké hustoty rozptýlení tepla a je široce používán v oblastech, jako je elektronická energie, vozidla s novou energií a průmyslové zařízení.

2. základní funkce

1. Efektivní tepelná vodivost a optimalizace struktury

Tepelná vodivost:

Údaje: Tepelná vodivost hliníkové slitiny 6063 je 201 W / m · K (25 ℃), což je o 109% vyšší než u litého hliníku ADC12 (96 W / m · K). Tepelný difuzní koeficient je 66,8 mm ²/s (ADC12 je 32,4 mm ²/s) a rychlost přenosu tepla se zdvojnásobí.

Princip: Proces extruze eliminuje poréznost odlitku, zdokonaluje velikost zrna na ASTM stupeň 5 (velikost zrna ≤ 50 μm), snižuje rozptýlení fononů o 30% a snižuje tepelnou odolnost o 25%.

Strukturální inovace:

Konstrukce ploutí: Plutě ve tvaru vlny (maximální výška 15 mm, vzdálenost vln 3 mm) jsou dosaženy pomocí dvojitých vstupních a dvojitých výstupních forem, což ve srovnání s rovnými ploutěmi zvyšuje plochu rozptýlení tepla o 40% a snižuje odpor proudění vzduchu o 20% (pokles tlaku z 12 Pa na 9,6 Pa při stejné rychlosti větru).

Optimalizace kanálu: Vodou chlazená deska přijímá mikrokanálové spirálové kanály (šířka kanálu 0,8 mm, hloubka 1,2 mm, úhel spirály 15 °). Když je průtok chladicí kapaliny 1,2 m/s, konvektivní koeficient přenosu tepla dosahuje 12 000 W/m2 · K, což je o 60% vyšší než tradiční rovné kanály.

2. Lehké a mechanické vlastnosti

Výhoda hustoty:

Údaje: Hustota 2,7 g/cm³, o 69,7% lehčí než měděný odpadník (8,9 g/cm³), vhodný pro mobilní zařízení citlivá na hmotnost, jako jsou drony a přenosné napájecí zdroje.

Případ: Radiátor dronového motoru DJI Mavic 3 je vyroben z extrudovaných dílů ze slitiny hliníku 6061-T6, které váží pouze 120 g, což je o 350 g lehčí než roztok mědi a zvyšuje dosah o 12%.

Mechanická pevnost:

Údaje: Výnosná pevnost ≥ 240MPa (stav T6), prodloužení ≥ 8%, odolnost vůči nárazu (Charpy V-notch) 25J / cm ², prošla studenou a horkou zkouškou nárazu (1000 cyklů) při -40 ° C až 120 ° C bez trhlin.

Aplikace: Tekutinou chlazená deska baterie nového energetického vozidla musí vydržet zrychlení vibrací 15 g (po dobu 10 hodin) a extrudované části z hliníkové slitiny prošly vibrační zkouškou ISO 16750-3 s únavou životností více než 100000 krát.

3. Odolnost proti korozi a povrchová úprava

Anodizovací ochrana:

Údaje: Tloušťka oxidového filmu je ≥ 15 μm (vojenská třída může dosáhnout 25 μm), tvrdost je HV 300-400 (Vickersova tvrdost) a zkouška sůlného postřiku (ASTM B117) prošla 1000 hodin bez koroze (běžný postřik trvá pouze 300 hodin).

Výhody: Poréznost oxidového filmu je menší než 5% a odolnost vůči neutrálnímu solnímu postříku se po těsnění zlepšuje o 20krát. Je vhodný pro korozivní prostředí, jako jsou mořské plošiny a chemické dílny.

Inhibice vodivosti:

Údaje: Odpor izolační oxidové vrstvy ≥ 10 ¹ ⁴ Ω · cm, porušné napětí ≥ 500V, řeší riziko zkrácení způsobené vodivostí slitiny hliníku a je vhodný pro modul rozptylu tepla vysokého napětí elektrické skříně (napětí 690V AC).

4. Nákladová efektivita a kapacita masové výroby

Výrobní náklady:

Údaje: Míra výnosu technologie extruze je ≥ 95% a náklady na kus jsou sníženy o 70% ve srovnání s obráběním CNC a o 40% ve srovnání s technologií lití (vezmeme jako příklad radiátor 1 kg, náklady na extruzi jsou 8,5, CNC je 28 a lití je 14 $).

Účinnost: Výrobní kapacita jednoho extruderu může dosáhnout 3 tun / den (8 hodin) a životnost formy přesahuje 50000 krát, vhodná pro šaržové objednávky s ročním výstupem více než 100000 kusů.

Flexibilita přizpůsobení:

Údaje: Cyklus vývoje formy trvá 15-20 dní (tryskání trvá 30-45 dní), podporuje složitost průřezu ≤ 8 (koeficient složitosti = obvod ² / plocha) a může splnit přizpůsobené požadavky, jako je tloušťka gradientu ploutí (0,5-2 mm) a nepravidelné dutiny (například šestiúhelníkové struktury vohlů).

Typické scénáře aplikací a řešení

1. Tepelné řízení nových energetických vozidel

Chladicí deska s kapalinou baterie:

Struktura: Dvoulůžková mikrokanálová extrudovaná vodou chlazená deska (vzdálenost kanálu 2 mm, hloubka 1,5 mm), integrovaná díra pro instalaci ventilu proti výbuchu a upevnění baterie.

Výkon: Když je průtok chladicí kapaliny 8L / min, teplotní rozdíl baterie je ≤ 2 ℃ a tepelný odpor je 0,025 ℃ / W, což splňuje požadavky na rychlé nabíjení a chlazení baterie Ningde Times NCM811 o výkonu 200kW.

Odstranění tepla řídicího zařízení motoru:

Struktura: měděný hliníkový kompozitní odpadník (měděná vrstva 1,5 mm + hliníková vrstva 8 mm), tepelné rozhraní přijímá proces spekování nanostříbra (kontaktní tepelný odpor 0,005 ㎡· K/W).

Případ: BYD Han EV řídicí motor pohonu, teplota spoje IGBT ≤ 150 ℃ při špičkovém výkonu 200 kW, snížená o 15 ℃ ve srovnání s čistým hliníkovým roztokem.

2. 5G komunikace a datové centrum

Základní stanice RF jednotka:

Struktura: Jehla ve tvaru chladiče (průměr jehly 1mm, výška 25mm, vzdálenost 2,5mm), s niklovaným elektromagnetickým štítem na povrchu.

Výkon: Tepelný odpor 0,12 ℃ / W při rychlosti větru 3m / s, kompatibilní s Huawei AAU 5639 (spotřeba energie 1200W), což snižuje objem o 40% ve srovnání s tradičními řešeními rozptýlení tepla.

Chlazení serverového GPU:

Struktura: VC teplotní vyrovnávací deska + extrudovaná ploutka kompozitní modul rozptylování tepla (tloušťka VC 1,2 mm, výška ploutky 30 mm), s vestavěným materiálem pro změnu fáze (PCM) absorbující vrstva tepla.

Případ: Server Inspur NF5488A5 je vybaven 8 GPU NVIDIA A100. Při plném zatížení je teplota jádra ≤ 80 ° C a poměr energetické účinnosti se zlepší o 18%.

3. Průmyslové napájení a nové energie

Fotovoltaický měnič:

Struktura: Vlnitá ploutýčka (výška vlny 12mm, vzdálenost vln 4mm), s laserovým rytím 0,1 mm vodicích drážek na povrchu ploutí.

Výkon: Za přirozených konvekčních podmínek je tepelný odpor 0,3 ℃ / W, vhodný pro měnič SG320HX napájecího zdroje Sunshine (výkon 320kW) a rozsah kolísání teploty spoje IGBT je ≤ 5 ℃.

Systém skladování energie:

Struktura: Skládací ploutě vodou chlazená deska (rozložená plocha 2.1) ㎡, skládaný objem 0,03 m³), vestavěný snímač průtoku a ventil pro vyvážení tlaku.

Případ: Systém skladování energie Tesla Megapack, výkon rozptylu tepla jednoho skříně 1,2 MW, kolísání teploty chladicí kapaliny ≤ 1 ℃, náklady na údržbu sníženy o 60% během životního cyklu.