ヒートシンクとは何ですか?また、どのように作られるのですか?
ヒートシンクとは何ですか?
ヒートシンクは、熱源から周囲の流体媒体(自動車のエンジンやコンピュータのCPUなど)へ熱を伝達する装置です。その目的は、過熱を防ぎ、デバイスの正常な動作を確保することです。ヒートシンクがないと、デバイスを流れる電流が抵抗に遭遇して熱を発生し、温度が急上昇します。高温が続くとデバイスに損傷を与える可能性があり、極端に高い温度になると恒久的な損傷を引き起こす可能性があります。ヒートシンクは小型ですが、非常に重要な部品であり、製造方法は多岐にわたります。
ヒートシンクの基本的な動作原理は、熱伝導、対流、放射です。
伝導: 熱は高温の熱源 (CPU など) から、それに密着しているヒートシンク ベースに直接伝達されます。
対流:ヒートシンクのフィンは、空気と接触する表面積を大幅に増加させます。空気はこれらのフィン上を流れ、自然対流または強制ファンの回転によって熱を除去します。
放射: すべての物体は電磁波の形で熱を放射し、ヒートシンクもこの方法で熱を放散します。
主な種類と用途。電子機器用ヒートシンク:
コンピューターのCPUやGPUに最もよく見られます。通常はアルミニウムまたは銅で作られ、フィンを備え、ファンと連動して能動的な冷却システムを形成します。
自動車用ラジエーター:車両の冷却システムの中核部品です。エンジン冷却水はヒートシンクの細いパイプを通り、ファンと車内の気流を通して空気中に熱を放散します。
家庭用ラジエーター: セントラルヒーティングまたはボイラーからの温水がラジエーター内を循環し、対流と放射によって室内の空気を暖めます。
ヒートシンクはどのように製造されるのでしょうか?
ラジエーターの製造工程は、種類、材質、性能要件によって異なります。以下では、最も一般的な方法を例に挙げ、主な製造工程を説明します。押し出し成形は、アルミニウム製ラジエーターの製造において最も一般的な方法であり、特に均一なフィン形状のラジエーターにおいて、シンプルで費用対効果の高い製造工程を提供します。
工程は以下のとおりです。まず、フィンの形状と枚数に基づいて鋼製の金型を製作します。アルミ合金ビレットを約480℃~520℃の半溶融状態まで加熱し、油圧ピストンで強制的に押し込むことで、金型に合わせて設計された放熱器のプロファイルを成形します。次に、プロファイルを冷却台で冷却して形状を整え、矯正します。次に、プロファイルを必要な長さに切断して、個々のフィン群を形成します。放熱器のベースは、フライス加工や研削加工などの精密機械加工が施され、陽極酸化処理または黒色塗装が施されます。最後に、加工されたフィン群は、ヒートパイプやファンなどの部品と組み立てられ、完成したヒートシンク製品となります。