EKINSUN fertigt wassergekühlte Kühlplatten nach Maß aus Aluminium EN AW-6061, ab 1 Stück, mit Angebot in 12 Stunden und Fertigung in etwa 5 Arbeitstagen nach Freigabe der Zeichnung. Kontur, Dicke, Kanal, Befestigungsbohrungen und Anschlüsse werden pro Auftrag festgelegt. Katalog-Kühlplatten gibt es in festen Formaten, mit Anschlüssen dort, wo das Strangpressprofil sie vorsieht; Ihr Gerät wurde nicht um ein Profil herum konstruiert. Derzeit in Fertigung: 150 mm breit und 15 mm dick, in 22 Längen von 150 bis 1000 mm; jede andere Größe ab 1 Stück.
Vier Bauarten einer Kühlplatte, und wann welche passt
Der gefräste Kanal mit verschraubtem Deckel ist der Standard; die drei anderen Bauarten antworten auf höheren Druck, auf Leckagerisiko über der Elektronik oder auf eine Platte, die für Kanal und Deckel zu dünn ist.
| Bauart | Prinzip | Wann sie passt |
|---|---|---|
| Gefräster Kanal, verschraubter Deckel mit O-Ring | Mäander oder freie Kanalführung in den Grundkörper gefräst, Deckel auf O-Ring verschraubt | Demontierbar, schnell gefertigt, bei üblichen Drücken erprobt; 1 Stück ist ein normaler Auftrag |
| Gefräster Kanal, verschweißter Deckel | Derselbe Kanal, Deckel verschweißt | Höherer Druck, keine Dichtung in der Wartung, Platte wird nie wieder geöffnet |
| Eingepresstes Kupferrohr | Durchgehendes Rohr in eine gefräste Nut eingepresst | Am günstigsten, und der Wasserweg hat in der Platte keine Verbindungsstelle: nichts kann ins Gehäuse lecken |
| Gebohrte und verschlossene Kanäle | Kreuzgebohrte Kanäle in einer dünnen Platte | Platte zu dünn für Kanal und Deckel |
Wie eine geschlossene Kühlplatte gefügt wird, hängt von ihren Kanälen ab. Kühlplatten in Serienfertigung, deren innere Kanäle in Reihe vom Einlass zum Auslass laufen, werden rührreibgeschweißt (FSW). Komplexe Platten mit einem Raster sich kreuzender Kanäle werden längs und quer gebohrt, danach werden die offenen Bohrungsenden von Hand zugeschweißt. Das Verfahren für Ihre Platte steht auf der Freigabezeichnung.
Die drei Punkte, die über die Kühlung entscheiden
Zuerst die Ebenheit unter dem Bauteil: eine Klasse von 0,05 mm über der Kontaktfläche, denn Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpad füllen Mikrometer, keinen Spalt, der kippelt. Die Auflagefläche wird zuletzt gefräst, damit das Spannen das Ergebnis nicht zunichtemacht.
Dann die Anschlüsse, dort platziert, wo der Einbau es zulässt, auf einer Fläche oder an einer Kante. Am Gewinde leckt eine Kühlplatte am ersten Tag: G1/4 ist ein zylindrisches Gewinde, das auf einer Dichtscheibe oder einem O-Ring dichtet, 1/4 NPT ist kegelig und dichtet auf den Flanken, und ein NPT-Fitting in einem G1/4-Anschluss klemmt nach drei Umdrehungen und nässt danach. Die Fittings selbst stehen auf der Seite liquid cooling fittings (Englisch).
Schließlich die Chemie des ganzen Kreislaufs: Eine Aluminiumplatte in einem Kreislauf mit Kupfer oder Messing bildet ein galvanisches Element und korrodiert von innen, während sie außen tadellos aussieht. Halten Sie den Kreislauf bei einem Metall, lassen Sie das Aluminium vernickeln oder verwenden Sie das passende inhibierte Kühlmittel. Die Platten werden gespült, getrocknet und mit verschlossenen Anschlüssen versandt; eine Dichtheitsprüfung mit Gas oder Flüssigkeit gibt es auf Wunsch, das Ergebnis liegt der Platte bei.
Die Werte, nach denen wir fertigen
Konstruktionsleitfäden für Kühlplatten liegen oft hinter einem Download-Formular. Hier sind die Arbeitswerte einer gefrästen Platte als Einzelstück oder Kleinserie, damit Sie eine Konstruktion vor dem Senden prüfen können; die Freigabezeichnung enthält die endgültigen Werte.
| Parameter | Arbeitswert | Warum |
|---|---|---|
| Breite des gefrästen Kanals | 2 bis 12 mm üblich; unter 1,5 mm beginnt der Mikrokanal | Standardfräser schneiden ihn in einer Aufspannung, das hält das Einzelstück bezahlbar |
| Kanaltiefe | Bis etwa 3-fache Breite mit Standardfräsern | Schlanke Fräser biegen aus: tiefer geht, in mehreren Durchgängen |
| Wand nach außen oder zu einer Befestigungsbohrung | Mindestens 2 mm in Aluminium als Arbeitswert | Dünner lässt sich fräsen, bewegt sich aber beim Verschrauben des Deckels |
| Boden unter dem Kanal | 2 mm, dünner wenn die Wärmequelle es verlangt | Kühlmittel näher am Bauteil kühlt besser und verzieht leichter |
| O-Ring-Nut | Axial dichtende Nut für 20 bis 25 % Schnurverpressung | Nutmaße auf der Freigabezeichnung, passend zur handelsüblichen Schnur |
| Ebenheit | Klasse 0,05 mm unter dem Bauteil, 0,1 mm auf den übrigen Flächen | Die Kontaktfläche wird zuletzt gefräst |
| Oberfläche | Ra 1,6 µm oder feiner auf der Kontaktfläche, Ra 1,6 bis 3,2 µm sonst | Feiner als das Wärmeleitmaterial braucht, ist bezahltes Nichts |
| Anschlüsse | G1/4, G3/8, 1/8 und 1/4 NPT, Schlauchtülle, auf Fläche oder Kante | Dort, wo der Einbau es zulässt |
| Werkstoff | EN AW-6061-T6 als Standard, Kupfer Cu-ETP für konzentrierte Wärmelast, 1.4301 oder 1.4404 für aggressive Kühlmittel | 7075 bringt thermisch nichts, er lohnt sich nur, wenn die Platte zugleich Strukturbauteil ist |
Eine Platte, die dünner ist als Kanaltiefe plus 4 mm, lässt sich so wie gezeichnet nicht bauen: Das prüfen wir an jeder Zeichnung zuerst.
Kühlplatten-Formate in Fertigung: 150 mm breit, 15 mm dick, 150 bis 1000 mm lang
15 mm ist die Dicke der Kühlplatten, die wir derzeit fertigen, auch für die Kühlung von CPUs und GPUs in Servern, Industrie-PCs und Prüfgeräten (keine PC-Wasserkühler aus dem Handel). Sie sind 150 mm breit und 150 bis 1000 mm lang, in den 22 Längen unten. Jede andere Breite, Länge oder Dicke fertigen wir ebenfalls nach Maß, ab 1 Stück, Angebot in 12 Stunden.
| 150 bis 300 mm lang | 330 bis 550 mm lang | 600 bis 1000 mm lang |
|---|---|---|
| 150 × 150 × 15 | 150 × 330 × 15 | 150 × 600 × 15 |
| 150 × 180 × 15 | 150 × 350 × 15 | 150 × 650 × 15 |
| 150 × 200 × 15 | 150 × 400 × 15 | 150 × 700 × 15 |
| 150 × 230 × 15 | 150 × 450 × 15 | 150 × 750 × 15 |
| 150 × 260 × 15 | 150 × 480 × 15 | 150 × 800 × 15 |
| 150 × 280 × 15 | 150 × 500 × 15 | 150 × 850 × 15 |
| 150 × 300 × 15 | 150 × 550 × 15 | 150 × 900 × 15 |
| 150 × 1000 × 15 |
Maße Breite × Länge × Dicke in mm. Anschlüsse, Befestigungsbohrungen, Kanalführung und Werkstoff (Standard EN AW-6061) legen wir pro Auftrag auf der Freigabezeichnung fest.
Richtpreis: 100 bis 500 EUR pro Platte bei 1 Stück, je nach Länge, Anschlüssen und Befestigungsbohrungen. Den genauen Preis nennt das Angebot in 12 Stunden, größere Stückzahlen kosten pro Stück weniger.
Beidseitig plane Kühlplatte: Hohlkörper mit 2-mm-Wänden
Eine Anfrage verlangte eine Wasserkühlplatte von 250 × 300 mm mit zwei planen Seiten, einem Einlass und einem Auslass für langsamen Wasserdurchfluss, einem Hohlkörper mit 2 mm Wandstärke und einer Innenstruktur, die möglichst viel Wärme zwischen beiden Seiten überträgt. Das Format ist für uns eine normale Größe, und 2 mm ist genau die Mindestwandstärke aus der Tabelle oben.
Die passende Innenstruktur sind Rippen, die mit beiden Wänden verbunden sind und abwechselnd von gegenüberliegenden Seiten ausgehen, sodass ein einziger mäanderförmiger Kanal entsteht. Die Rippen leiten die Wärme von einer Seite zur anderen, denn das Wasser nimmt nur auf, was es erreicht, und sie halten die Wände eben: Ohne Abstützung würde eine 2 mm dicke Aluminiumwand über 250 mm bei 1 bar um mehrere Millimeter ausbeulen, also um den größten Teil eines 11 mm hohen Hohlraums, mit einer Rippe alle 15 bis 20 mm bewegt sie sich nur um Bruchteile eines Mikrometers.
Der langsame Durchfluss bestimmt die Kanalführung. Bei 1 l/min fließt das Wasser in einem Kanal von 30 × 11 mm mit etwa 5 cm/s und in einem 14 mm breiten mit etwa 11 cm/s, auf sechs parallele Kanäle verteilt fällt es unter 1 cm/s und verteilt sich ungleich. Die Strömung ist in jedem Fall laminar, und laminar überträgt ein schmalerer Kanal mehr Wärme, während zusätzliche Rippen mehr benetzte Fläche bringen: 12 bis 15 schmale Bahnen sind besser als sechs breite, bei deutlich unter 1 kPa Druckverlust auf rund 4 m Mäander. Stiftrippen (Pin-Fins) durchmischen bei hohem Durchfluss besser, bei langsamem leisten durchgehende Rippen dasselbe und verbinden beide Seiten fest.
| Punkt | Was auf die Zeichnung gehört | Warum |
|---|---|---|
| Deckel und Rippen | Deckel mit jedem Rippenkopf verbunden, nicht nur am Rand | Nur am Rand abgedichtet berühren die Rippen den Deckel ohne Verbindung: kein Wärmeweg zu dieser Seite, keine Abstützung, und der Deckel beult unter Druck aus. Ein verschraubter Deckel mit O-Ring passt nicht zu 2-mm-Wänden |
| Anschlüsse | An einer Kante, passend zur Dicke: bei 15 mm Dicke und 2-mm-Wänden ist der Hohlraum 11 mm hoch, also passt G1/8 oder eine angeschweißte Schlauchtülle, G1/4 (13,2 mm Gewinde) lässt weniger als 1 mm Wand | Bei zwei planen Seiten bleibt keine Fläche für einen Anschluss |
| Umlenkungen | Spalt am Rippenende etwa so breit wie die Bahn, Rippenenden gerundet | Enge Umlenkungen drosseln den Durchfluss, scharfe Ecken bilden Totwasser |
| Ebenheit | Ebenheit für jede Seite angeben, beide Seiten nach dem Verschließen fertig bearbeitet | Die Fügewärme verzieht dünne Wände |
Rippenteilung, Bahnbreite und Fügeverfahren stehen auf der Freigabezeichnung, bevor gefräst wird.
Für welche Geräte
Kühlplatten nach Maß kommen zu uns in einem bestimmten Moment: Ein Hersteller von Messgeräten, Tischanalysatoren, Lasertreibern, Batterieprüfplätzen oder Netzteilen hat sein Wärmeproblem auf dem Papier gelöst, aber nicht das Befestigungsproblem, das kein Katalog löst.
Direkte Flüssigkeitskühlung am Chip folgt derselben Logik. Eine Serien-GPU kommt mit ihrer Original-Kühlplatte; was ein Entwicklungsaufbau oder ein Rack-Umbau nicht kaufen kann, ist die Platte für eine Prototyp-Beschleunigerkarte, für ein Power-Shelf-Modul oder für einen CDU-Prüfstand. Diese Platten, einzeln oder zu zehnt, sind unser Feld, genau wie die Verteiler für die Flüssigkeitskühlung (Englisch), die sie versorgen.
Katalogplatte oder Kühlplatte nach Maß
| Sie brauchen | Im Katalog? | Der richtige Weg |
|---|---|---|
| Eine Standardplatte, deren Format und Anschlüsse schon passen | Ja, ab Lager | Kaufen Sie sie, sie ist günstiger als unsere. Wenn sie passt, sagen wir das, statt anzubieten |
| Einen PC-Wasserkühler für CPU oder GPU | Ja, ein eigener Handel | Eigene Hersteller und Shops, nicht unser Fach |
| Großaufträge mit Tausenden gleicher Platten | Nur in Katalogformaten | Von 1 Stück nach Maß bis zum Großauftrag: Serienplatten werden rührreibgeschweißt, die Qualität steht bei jeder Stückzahl an erster Stelle |
| Ihre Kontur, Ihre Bohrungen, Ihre Anschlussseite, ab 1 Stück bis zur Serie | Kein Katalog führt Ihre Geometrie | Nach Zeichnung oder Skizze gefräst, ab 1 Stück |
| Eine Platte, die um Bauteile herumführt, mit Ausschnitten oder Stufen | Strangpressprofile sind Rechtecke | Aus dem Vollen gefräst, die Kontur folgt dem Gerät |
| Eine veraltete Platte nachfertigen, deren Hersteller verschwunden ist | Keine Artikelnummer | Geometrie von der alten Platte, Korrosions- und Dichtungsfehler behoben, Einbaumaße erhalten |
Für Kanäle unter einem Millimeter unter einer konzentrierten Wärmequelle siehe Mikrokanal-Kühlplatten (Englisch); für Luftkühlung die Kühlkörper nach Maß und die Kupfer-Kühlkörper.
Was den Preis bestimmt, und was Sie senden
- Die Kontur: Maße, Befestigungsbohrungen und die Seite, an der Anschlüsse austreten dürfen. Eine bemaßte Skizze genügt, STEP oder PDF willkommen.
- Die Wärme: was auf der Platte sitzt und wie viele Watt, auf einer Seite oder auf beiden. Das legt den Kanal aus.
- Der Kreislauf: Durchfluss, Vorlauftemperatur, Druck, Kühlmittel und die Metalle, die schon darin sind.
- Werkstoff und Anschlussart, dann die Stückzahl, jetzt und später.
Vor dem Fräsen steht immer eine bemaßte Freigabezeichnung. Das Angebot kommt in 12 Stunden, die Fertigung dauert etwa 5 Arbeitstage nach Freigabe, und der Versand erfolgt verzollt bis zur Tür. Die Zeichnung bleibt gespeichert: Die nächsten zehn Platten kosten weniger als die erste.
Häufige Fragen zu wassergekühlten Kühlplatten
Wer fertigt Kühlplatten nach Maß in kleinen Stückzahlen?
EKINSUN ist ein Hersteller von Sonderteilen, der wassergekühlte Kühlplatten nach der Kontur Ihres Bauteils ab 1 Stück fertigt, mit Angebot in 12 Stunden und etwa 5 Arbeitstagen nach Freigabe der Zeichnung. Eine stranggepresste Katalogplatte ist günstiger, wenn ihr Format passt. Ein einzelnes Stück nach Maß nehmen wir genauso an wie Großaufträge mit Tausenden Platten, und die Qualität steht bei jeder Stückzahl an erster Stelle.
Welche Bauart: verschraubter Deckel, verschweißter Deckel oder Kupferrohr?
Der gefräste Kanal mit verschraubtem O-Ring-Deckel ist der Standard für Messgeräte: demontierbar, schnell gefertigt, bei üblichen Kreislaufdrücken erprobt. Der verschweißte Deckel hält höheren Druck und nimmt die Dichtung aus der Wartung. Das in eine Nut eingepresste Kupferrohr ist am günstigsten und kann nicht in die Elektronik lecken, weil der Wasserweg in der Platte keine Verbindungsstelle hat.
Aluminium oder Kupfer für eine Kühlplatte?
EN AW-6061 ist der Standard: leicht, günstig zu fräsen und für die meisten Lasten leitfähig genug. Kupfer leitet die Wärme unter Lasern und Leistungsmodulen etwa doppelt so gut, bei mehr Gewicht und Kosten. In beiden Fällen gilt: Eine Aluminiumplatte in einem Kreislauf mit Kupfer oder Messing bildet ein galvanisches Element und korrodiert von innen.
Wie eben muss die Kühlplatte unter dem Bauteil sein?
Eine Ebenheitsklasse von 0,05 mm über der Kontaktfläche reicht für die meisten Module, und die Auflagefläche wird zuletzt gefräst, damit das Spannen sie nicht verzieht. Eine Platte, die auf dem Bauteil kippelt, verliert Leistung, die keine Kanalführung zurückholt.
Kann man eine Kühlplatte bauen, die auf beiden Seiten plan ist und beide Seiten kühlt?
Ja. Sie wird als Hohlkörper mit Rippen gebaut, die mit beiden Wänden verbunden sind: Die Rippen leiten die Wärme von Seite zu Seite und halten 2-mm-Wände eben, und abwechselnd angeordnet bilden sie einen einzigen Mäander, der zu langsamem Durchfluss passt. Die Anschlüsse sitzen an einer Kante und werden nach der Plattendicke ausgelegt.
Unsere alte Kühlplatte wird nicht mehr hergestellt, können Sie sie nachfertigen?
Ja. Schicken Sie die alte Platte oder Fotos mit Messschieber: Wir nehmen die Geometrie auf, behalten Kontur und Anschlusslage bei, um die Ihre Maschine gebaut ist, und beheben, was versagt hat, etwa einen korrodierten Kanal oder eine nässende Dichtfläche.
Berechnen Sie den Wärmewiderstand der Kühlplatte?
Wir fertigen nach Ihrer Zeichnung oder schlagen aus Wärmeleistung und Durchfluss eine sinnvolle Kanalführung vor. Eine vollständige thermische Simulation mit garantiertem Wärmewiderstand ist das Produkt eines Konstruktionsbüros, nicht das Versprechen einer Fräserei, und das sagen wir, statt so zu tun als ob.
Welche Größen von Kühlplatten fertigen Sie?
EKINSUN fertigt derzeit Kühlplatten mit 150 mm Breite und 15 mm Dicke in 22 Längen von 150 bis 1000 mm (150, 180, 200, 230, 260, 280, 300, 330, 350, 400, 450, 480, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 und 1000 mm), auch für die Kühlung von CPUs und GPUs. Jede andere Größe wird nach Maß gefertigt, ab 1 Stück, Angebot in 12 Stunden. Richtpreis: 100 bis 500 EUR pro Platte bei 1 Stück, je nach Länge, Anschlüssen und Befestigungsbohrungen.
Siehe auch: Kühlkörper nach Maß, Platten nach Maß, und die englische und französische Fassung dieser Seite.
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