Radiator extrudat din aluminiu

Radiatorul extrudat din aluminiu este o componentă pasivă de dizipare a căldurii care utilizează tehnologia de extrudare a aluminiului la înaltă temperatură și presiune pentru a forța biletele din aliaj de aluminiu 6063/6061 (care conțin 0,2-0,6% siliciu și 0,45-0,9% magneziu) prin matrice personalizate, formându-le într-o singură dată în aripi paralele de înaltă densitate, canale de flux complexe sau structuri neregulate. Avantajele sale de bază se află în eficiența ridicată a conductivității termice (180-220 W / m · K), precizia ridicată a turnării (toleranță ± 0,1 mm) și greutatea ușoară (densitatea de 2,7 g / cm³ este doar o treime din cupru). Combinat cu tehnologia de tratament de suprafață anodizată, poate obține performanțe cuprinzătoare de rezistență la coroziune, prelucrare ușoară și densitate ridicată de dizipare a căldurii și este utilizat pe scară largă în domenii cum ar fi energia electronică, vehiculele cu energie nouă și echipamentele industriale.

2 Caracteristici de bază

1. Conductivitate termică eficientă și optimizare structurală

Conductivitate termică:

Date: Conductivitatea termică a aliajului de aluminiu 6063 este de 201 W / m · K (25 ℃), care este cu 109% mai mare decât cea a aluminiului turnat sub presiune ADC12 (96 W / m · K). Coeficientul de difuzie termică este de 66,8 mm ²/s (ADC12 este de 32,4 mm ²/s), iar rata de transfer de căldură se dublează.

Principiul: Procesul de extruzie elimină porozitatea turnării, rafinează dimensiunea granulelor la gradul 5 ASTM (dimensiunea granulelor ≤ 50 μm), reduce împrăștierea fononilor cu 30% și scade rezistența termică cu 25%.

Inovația structurală:

Proiectarea aripilor: aripile în formă de undă (înălțimea de vârf de 15 mm, spațiul de undă de 3 mm) sunt realizate prin matrice duble de intrare și duble de ieșire, ceea ce crește zona de dizipare a căldurii cu 40% în comparație cu aripile drepte și reduce rezistența la fluxul de aer cu 20% (scăderea presiunii de la 12Pa la 9,6Pa la aceeași viteză a vântului).

Optimizarea canalului: Placa răcită cu apă adoptă canale spirale microcanale (lățime de canal 0,8 mm, adâncime 1,2 mm, unghi de spirală 15 °). Când debitul lichidului de răcire este de 1,2 m/s, coeficientul de transfer de căldură convectivă atinge 12000 W/m2 · K, care este cu 60% mai mare decât canalele tradiționale drepte.

2. Proprietăți ușoare și mecanice

Avantajul densității:

Date: Densitate de 2,7 g/cm³, 69,7% mai ușoară decât radiatorul de cupru (8,9 g/cm³), potrivită pentru dispozitive mobile sensibile la greutate, cum ar fi dronele și sursele de alimentare portabile.

Cazul: Radiatorul motorului dronei DJI Mavic 3 este fabricat din piese extrudate din aliaj de aluminiu 6061-T6, cântărind doar 120 g, care este cu 350 g mai ușor decât soluția de cupru și crește gama cu 12%.

Rezistență mecanică:

Date: rezistență la randament ≥ 240MPa (starea T6), prelungire ≥ 8%, rezistență la impact (Charpy V-notch) 25J / cm ², a trecut testarea la impact rece și la cald (1000 de cicluri) la -40 ℃ până la 120 ℃ fără fisuri.

Aplicație: Placa răcită cu lichid a noului pachet de baterii pentru vehicule energetice trebuie să reziste unei accelerări a vibrațiilor de 15g (timp de 10 ore), iar piesele extrudate din aliaj de aluminiu au trecut testul de vibrații ISO 16750-3 cu o durată de viață de oboseală de peste 100000 de ori.

3. Rezistență la coroziune și tratament de suprafață

Protecție de anodizare:

Date: Grosimea filmului de oxid este de ≥ 15 μm (gradul militar poate ajunge la 25 μm), duritatea este HV 300-400 (duritatea Vickers), iar testul de pulverizare cu sare (ASTM B117) a trecut timp de 1000 de ore fără coroziune (vopseala obișnuită cu pulverizare durează doar 300 de ore).

Avantaje: Porozitatea filmului de oxid este mai mică de 5%, iar rezistența la pulverizarea de sare neutră este îmbunătățită de 20 de ori după tratamentul de etanșare. Este potrivit pentru medii corozive, cum ar fi platformele offshore și atelierele chimice.

Inhibirea conductivității:

Date: Rezistența stratului de oxid de izolare ≥ 10 ¹ ⁴ Ω · cm, tensiunea de rupere ≥ 500V, rezolvă riscul de scurt circuit cauzat de conductivitatea aliajului de aluminiu și este potrivit pentru modulul de dizipare a căldurii de înaltă tensiune (tensiune 690V AC).

4. Efectivitatea costurilor și capacitatea de producție în masă

Costul de fabricație:

Date: Rata de randament a tehnologiei de extrudare este de ≥ 95%, iar costul pe bucată este redus cu 70% în comparație cu prelucrarea CNC și cu 40% în comparație cu tehnologia de turnare sub presiune (luând ca exemplu radiatorul de 1 kg, costul de extrudare este de 8,5, CNC este de 28, iar turnarea sub presiune este de 14 $).

Eficiență: Capacitatea de producție a unui singur extruder poate ajunge la 3 tone / zi (8 ore), iar durata de viață a mucegaiului depășește de 50000 de ori, potrivită pentru comenzi de lot cu o producție anuală de mai mult de 100000 de bucăți.

Flexibilitate de personalizare:

Date: Ciclul de dezvoltare a mucegaiului este de 15-20 de zile (turnarea sub presiune durează 30-45 de zile), sprijinind o complexitate de secțiune transversală de ≤ 8 (coeficientul de complexitate = circumferență ² / suprafață) și poate îndeplini cerințe personalizate, cum ar fi grosimea gradientului aripei (0,5-2mm) și cavitățile neregulate (cum ar fi structurile hexagonale din foan de miere).

3,Scenarii și soluții tipice de aplicare

1. Managementul termic al vehiculelor cu energie nouă

Placa de răcire lichidă a bateriei:

Structură: placă răcită cu apă extrudată cu microcanal cu strat dublu (distanță de canal 2mm, adâncime 1,5mm), găură integrată de instalare a supapei rezistente la explozie și slot de fixare a modulului bateriei.

Performanță: Când rata de debit a lichidului de răcire este de 8L / min, diferența de temperatură a pachetului de baterii este ≤ 2 ℃, iar rezistența termică este de 0,025 ℃ / W, îndeplinind cerințele de încărcare rapidă și răcire a bateriei Ningde Times NCM811 de 200kW.

Disiparea căldurii controlorului motorului:

Structura: Cupru aluminiu compus de căldură (strat de cupru substrat 1,5 mm + strat de aluminiu fin 8 mm), interfața termică adoptă nano argint sinterizare proces (contact rezistență termică 0,005 ㎡· K/W).

Caz: BYD Han EV motor de acționare controler, temperatura de joncțiune IGBT ≤ 150 ℃ la puterea maximă de 200kW, redusă cu 15 ℃ în comparație cu soluția de aluminiu pur.

2. Centrul de comunicații și de date 5G

Unitatea RF a stației de bază:

Structură: Disipator de căldură în formă de ac (diametrul acului 1mm, înălțimea 25mm, distanța 2,5mm), cu scut electromagnetic placat cu nichel pe suprafață.

Performanță: Rezistență termică de 0,12 ℃ / W la viteza vântului de 3m / s, compatibilă cu Huawei AAU 5639 (consum de energie de 1200W), reducând volumul cu 40% în comparație cu soluțiile tradiționale de dizipare a căldurii.

Răcirea GPU-ului serverului:

Structura: placa de egalizare a temperaturii VC + modulul de dizipare a căldurii compus cu aripi extrudate (grosimea VC 1,2 mm, înălțimea aripii 30 mm), cu strat absorbător de căldură integrat din materialul de schimbare a fazei (PCM).

Cazul: Serverul Inspur NF5488A5 este echipat cu 8 GPU-uri NVIDIA A100. Atunci când funcționează la sarcină completă, temperatura miezului este ≤ 80 ℃, iar raportul de eficiență energetică este îmbunătățit cu 18%.

3. Alimentare industrială cu energie electrică și energie nouă

Inverter fotovoltaic:

Structură: Radiator de căldură din aripi ondulate (înălțime de undă 12mm, distanță de undă 4mm), cu caneluri de ghidare gravate cu laser de 0,1 mm pe suprafața aripilor.

Performanță: În condiții naturale de convecție, rezistența termică este de 0,3 ℃ / W, potrivită pentru invertorul SG320HX al sursei de alimentare Sunshine (putere 320kW), iar intervalul de fluctuație a temperaturii joncțiunii IGBT este ≤ 5 ℃.

Sistem de stocare a energiei:

Structură: Plăci pliabile răcite cu apă (zona dezpliată 2.1) ㎡, volumul pliat 0,03 m³), senzor de debit încorporat și supapă de echilibru al presiunii.

Caz: Sistemul de stocare a energiei Tesla Megapack, puterea de dizipare a căldurii a unui singur cabinet de 1,2 MW, fluctuația temperaturii lichidului de răcire ≤ 1 ℃, costul de întreținere redus cu 60% în timpul ciclului de viață.