EKINSUN usine des plaques de refroidissement à eau sur mesure en aluminium 6061, dès 1 pièce, avec un devis en 12 heures et une fabrication d'environ 5 jours ouvrés après validation du plan. Contour, épaisseur, canal, trous de fixation et orifices se fixent à chaque commande. Les plaques du catalogue existent en formats fixes avec des orifices là où le profilé les a mis ; votre instrument n'a pas été dessiné autour d'un profilé. En production en ce moment : 150 mm de large et 15 mm d’épaisseur, en 22 longueurs de 150 à 1000 mm ; toute autre taille dès 1 pièce.
Quatre façons de construire une plaque de refroidissement, et quand choisir chacune
Le canal fraisé sous couvercle vissé est le choix par défaut ; les trois autres répondent à une pression plus haute, à un risque de fuite au-dessus de l'électronique ou à une plaque trop mince pour un canal.
| Construction | Principe | Quand elle convient |
|---|---|---|
| Canal fraisé, couvercle vissé sur joint torique | Canal en serpentin ou tracé libre fraisé dans le corps, couvercle serré sur un joint torique | Démontable, rapide à faire, éprouvé aux pressions habituelles ; 1 pièce est une commande normale |
| Canal fraisé, couvercle soudé | Même canal, couvercle soudé | Pression plus élevée, aucun joint à entretenir, plaque jamais rouverte |
| Tube cuivre serti | Tube continu serti dans une rainure fraisée | Le moins cher, et le circuit d'eau n'a aucun raccord dans la plaque : rien ne peut fuir dans le boîtier |
| Passages percés et bouchés | Galeries percées en croix dans une plaque mince | Plaque trop mince pour un canal et un couvercle |
Le mode de fermeture d'une plaque dépend de ses canaux. Les plaques fabriquées par lots, dont les canaux internes se suivent de l'entrée à la sortie, sont soudées par friction-malaxage (FSW). Les plaques complexes à réseau de canaux croisés sont percées en long et en travers, puis les extrémités des perçages sont soudées à la main. Le procédé retenu pour votre plaque figure sur le plan de validation.
Les trois points qui décident si elle refroidit
La planéité sous le composant d'abord : une classe de 0,05 mm sur la zone de contact, parce que la pâte ou le pad thermique comble des microns et pas un jeu qui bascule. La face d'appui est usinée en dernier pour que le bridage ne défasse pas ce résultat.
Les orifices ensuite, placés là où l'installation le permet, sur une face ou sur un chant. Le filetage est l'endroit où une plaque fuit le premier jour : un G1/4 est un filetage cylindrique qui étanche sur une rondelle ou un joint torique, un 1/4 NPT est conique et étanche sur ses flancs, et un raccord NPT vissé dans un orifice G1/4 se bloque au bout de trois tours puis suinte. Les raccords eux-mêmes sont sur la page liquid cooling fittings (en anglais).
Enfin la chimie de tout le circuit : une plaque en aluminium dans un circuit qui contient du cuivre ou du laiton forme un couple galvanique et se corrode de l'intérieur en restant parfaite à l'extérieur. Gardez un seul métal dans le circuit, faites nickeler l'aluminium ou utilisez le liquide inhibé adapté. Les plaques partent rincées, séchées et orifices bouchés, et un essai d'étanchéité est fait sur demande, son résultat accompagne la plaque.
Les chiffres auxquels nous usinons
Les guides de conception de plaques froides se téléchargent souvent derrière un formulaire. Voici les chiffres de travail d'une plaque usinée à l'unité ou en petite série, pour vérifier un projet avant de l'envoyer ; le plan de validation porte les valeurs définitives.
| Paramètre | Chiffre de travail | Pourquoi |
|---|---|---|
| Largeur de canal fraisé | 2 à 12 mm courant ; sous 1,5 mm, on parle de microcanaux | Des fraises standard le taillent en un bridage, c'est ce qui garde la pièce unique abordable |
| Profondeur de canal | Jusqu'à environ 3 fois la largeur avec des fraises standard | Une fraise élancée fléchit : plus profond est possible, en plusieurs passes |
| Paroi vers l'extérieur ou vers un trou de fixation | 2 mm minimum de travail en aluminium | Plus mince, elle s’usine bien puis bouge au serrage du couvercle |
| Fond sous le canal | 2 mm, plus mince si la source de chaleur le demande | Le liquide plus près du composant refroidit mieux et se déforme plus facilement |
| Gorge de joint torique | Gorge d’étanchéité frontale pour 20 à 25 % de compression du jonc | Cotes de gorge sur le plan de validation, adaptées au jonc du commerce |
| Planéité | Classe 0,05 mm sous le composant, 0,1 mm sur les autres faces | La face de contact est usinée en dernier |
| État de surface | Ra 1,6 µm ou mieux en face de contact, Ra 1,6 à 3,2 µm ailleurs | Plus fin que ce que demande le matériau d’interface ne sert à rien |
| Orifices | G1/4, G3/8, 1/8 et 1/4 NPT, embout cannelé, sur une face ou un chant | Placés là où l'installation le permet |
| Matière | 6061-T6 par défaut, cuivre Cu-ETP pour un flux concentré, 304 ou 316 pour un liquide corrosif | Le 7075 n'apporte rien thermiquement, il ne se justifie que si la plaque est aussi une pièce de structure |
Une plaque plus mince que la profondeur du canal plus 4 mm ne peut pas être construite telle qu'elle est dessinée : c'est le premier point que nous vérifions sur un plan.
Formats de plaques de refroidissement en production : 150 mm de large, 15 mm d’épaisseur, de 150 à 1000 mm de long
15 mm est l’épaisseur des plaques de refroidissement que nous fabriquons en ce moment, y compris pour le refroidissement de CPU et de GPU dans des serveurs, des PC industriels et des bancs de test (pas les waterblocks PC du commerce). Elles font 150 mm de large et de 150 à 1000 mm de long, dans les 22 longueurs ci-dessous. Toute autre largeur, longueur ou épaisseur se fait aussi sur mesure, dès 1 pièce, devis en 12 heures.
| 150 à 300 mm de long | 330 à 550 mm de long | 600 à 1000 mm de long |
|---|---|---|
| 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 |
Dimensions largeur × longueur × épaisseur en mm. Raccords, trous de fixation, tracé du canal et matière (aluminium 6061 par défaut) sont fixés pour chaque commande sur le plan de validation.
Prix indicatif : de 100 à 500 EUR par plaque pour 1 pièce, selon la longueur, les raccords et les trous de fixation. Le prix exact figure dans le devis en 12 heures, et les quantités plus grandes coûtent moins cher à la pièce.
Plaque de refroidissement double face : deux faces planes, corps creux, parois de 2 mm
Une demande récente portait sur une plaque de 250 × 300 mm plane des deux côtés, avec une entrée et une sortie pour une circulation d'eau lente, un corps creux à parois de 2 mm et une structure interne qui fasse passer le plus de chaleur possible d'une face à l'autre. Ce format est courant pour nous, et 2 mm est justement la paroi minimale de travail en aluminium du tableau ci-dessus.
La structure qui convient est une série de nervures liées aux deux parois et disposées en alternance, de façon à former un seul canal en serpentin. Les nervures portent la chaleur d'une face à l'autre, car l'eau ne prend que ce qui l'atteint, et elles tiennent les parois à plat : sans appui, une paroi de 2 mm en aluminium sur 250 mm se bomberait de plusieurs millimètres sous 1 bar, soit l'essentiel d'une cavité de 11 mm, alors qu'avec une nervure tous les 15 à 20 mm elle ne bouge que d'une fraction de micron.
Le débit lent décide du tracé. À 1 L/min, un passage de 30 × 11 mm fait circuler l'eau à environ 5 cm/s et un passage de 14 mm à environ 11 cm/s, alors que le même débit réparti dans six canaux parallèles tombe sous 1 cm/s, inégalement réparti. L'écoulement est laminaire dans tous les cas, et en laminaire un canal plus étroit échange davantage tandis que les nervures supplémentaires ajoutent de la surface mouillée : 12 à 15 passages étroits valent mieux que six larges, pour bien moins de 1 kPa de perte de charge sur environ 4 m de serpentin. Des picots mélangent mieux l'eau à fort débit, mais à débit lent des nervures continues font le même travail et relient solidement les deux faces.
| Point | Ce que le plan doit dire | Pourquoi |
|---|---|---|
| Couvercle et nervures | Couvercle lié au sommet de chaque nervure, pas seulement sur le pourtour | Scellé seulement sur le pourtour, les nervures touchent le couvercle sans liaison : pas de chemin de chaleur vers cette face, pas d'appui, et le couvercle se bombe sous pression. Un couvercle vissé sur joint torique ne convient pas à des parois de 2 mm |
| Orifices | Sur un chant, dimensionnés à l'épaisseur : à 15 mm d'épaisseur et parois de 2 mm, la cavité fait 11 mm, donc un G1/8 ou un embout cannelé soudé passe, un G1/4 (filet de 13,2 mm) laisse moins de 1 mm de paroi | Avec deux faces planes, il ne reste aucune face pour l'orifice |
| Demi-tours | Jeu en bout de nervure à peu près égal à la largeur du passage, bouts arrondis | Les demi-tours étroits étranglent le débit et les angles vifs retiennent de l'eau morte |
| Planéité | Planéité indiquée pour chaque face, les deux faces finies après fermeture du corps | La chaleur d’assemblage déforme les parois minces |
Le pas des nervures, la largeur des passages et le mode d'assemblage sont fixés sur le plan de validation avant usinage.
Pour quels équipements
Les plaques de refroidissement sur mesure arrivent chez nous à un moment précis : un fabricant d'instruments, d'analyseurs de paillasse, d'alimentations laser, de bancs de test de batteries ou d'alimentations a résolu son problème thermique sur le papier, mais pas son problème de fixation, qu'aucun catalogue ne résout.
Le refroidissement liquide direct sur puce suit la même logique. Une carte GPU de série est livrée avec sa plaque d'origine ; ce qu'un banc de développement ou une conversion de baie ne peut pas acheter, c'est la plaque d'une carte accélératrice prototype, celle d'un module d'alimentation de baie, ou celle d'un banc de test de CDU. Ces plaques-là, à l'unité ou par dizaines, sont notre terrain, comme les collecteurs de refroidissement liquide (en anglais) qui les alimentent.
Plaque du catalogue ou plaque sur mesure
| Vous avez besoin de | Au catalogue ? | La bonne voie |
|---|---|---|
| Une plaque standard dont le format et les orifices conviennent déjà | Oui, en stock | Achetez-la, elle sera moins chère que la nôtre. Si elle convient, nous vous le disons au lieu de chiffrer |
| Un bloc de watercooling PC pour CPU ou GPU | Oui, un commerce à part | Ses propres fabricants et boutiques, ce n’est pas notre métier |
| Grandes commandes de milliers de plaques identiques | Seulement aux formats du catalogue | De 1 pièce sur mesure à la grande commande : les plaques de série sont soudées par friction-malaxage, et la qualité passe d’abord à toute quantité |
| Votre contour, vos trous, votre côté d’orifices, de 1 pièce à la série | Aucun catalogue ne liste votre géométrie | Usinée sur votre plan ou croquis, dès 1 pièce |
| Une plaque qui contourne des composants, avec découpes ou gradins | Les profilés sont des rectangles | Fraisée dans la masse, le contour suit l’instrument |
| Refaire une plaque obsolète dont le fabricant a disparu | Aucune référence | Géométrie relevée sur l'ancienne plaque, défauts de corrosion et de joint corrigés, encombrement conservé |
Pour des canaux de moins d'un millimètre sous une source concentrée, voir les plaques à microcanaux (en anglais) ; pour le refroidissement par air, les dissipateurs thermiques.
Ce qui fait le prix, et ce qu'il faut nous envoyer
- Le contour : dimensions, trous de fixation et côté par où les orifices peuvent sortir. Un croquis coté suffit, STEP ou PDF bienvenus.
- La chaleur : ce qui est posé sur la plaque et combien de watts, sur une face ou sur les deux. C'est ce qui dimensionne le canal.
- Le circuit : débit, température d'entrée, pression, liquide et métaux déjà présents.
- La matière et le type d'orifice, puis la quantité, maintenant et plus tard.
Un plan coté de validation précède toujours l'usinage. Le devis arrive en 12 heures, la fabrication prend environ 5 jours ouvrés après validation, et la livraison en France se fait porte à porte, droits et TVA payés. Le plan est conservé : les dix plaques suivantes coûtent moins cher que la première.
Questions fréquentes sur les plaques de refroidissement à eau
Qui fabrique des plaques de refroidissement à eau sur mesure en petite quantité ?
EKINSUN est un fabricant de pièces sur mesure qui usine des plaques de refroidissement à eau à la forme de votre composant dès 1 pièce, avec un devis en 12 heures et environ 5 jours ouvrés après validation du plan. Une plaque extrudée du catalogue coûte moins cher quand son format convient. Nous prenons une seule pièce sur mesure comme les grandes commandes de milliers de plaques, et la qualité passe d'abord, quelle que soit la quantité.
Quelle construction choisir : couvercle vissé, couvercle soudé ou tube cuivre ?
Le canal fraisé sous couvercle vissé sur joint torique est le choix par défaut pour un instrument : démontable, rapide à faire, éprouvé aux pressions habituelles. Le couvercle soudé tient une pression plus élevée et supprime le joint à entretenir. Le tube cuivre serti dans une rainure coûte le moins et ne peut pas fuir dans l'électronique, parce que le circuit d'eau n'a aucun raccord à l'intérieur de la plaque.
Aluminium ou cuivre pour une plaque de refroidissement ?
L'aluminium 6061 est le choix par défaut : léger, peu cher à usiner et assez conducteur pour la plupart des charges. Le cuivre conduit environ deux fois mieux la chaleur sous un laser ou un module de puissance, pour plus de poids et de coût. Dans les deux cas, une plaque en aluminium dans un circuit qui contient du cuivre ou du laiton forme un couple galvanique et se corrode de l'intérieur.
Quelle planéité faut-il sous le composant ?
Une classe de 0,05 mm sur la zone de contact suffit pour la plupart des modules, et la face d'appui est usinée en dernier pour que le bridage ne la déforme pas. Une plaque qui bascule sur son composant perd une performance qu'aucun tracé de canal ne rattrape.
Peut-on faire une plaque de refroidissement plane et refroidie sur les deux faces ?
Oui. Elle se construit en corps creux traversé de nervures liées aux deux parois : les nervures portent la chaleur d'une face à l'autre et tiennent des parois de 2 mm à plat, et disposées en alternance elles forment un seul serpentin, adapté à un débit lent. Les orifices se placent sur un chant, dimensionnés à l'épaisseur de la plaque.
Notre ancienne plaque n'est plus fabriquée, pouvez-vous la refaire ?
Oui. Envoyez l'ancienne plaque, ou des photos avec un pied à coulisse : nous relevons la géométrie, gardons le contour et la position des orifices autour desquels votre machine est construite, et corrigeons ce qui a lâché, comme un canal corrodé ou une portée de joint qui suintait.
Calculez-vous la résistance thermique de la plaque ?
Nous usinons à votre plan, ou nous proposons un tracé de canal raisonnable à partir de la puissance et du débit. Une simulation thermique complète avec une résistance thermique garantie est le produit d'un bureau d'études, pas la promesse d'un atelier d'usinage, et nous le disons plutôt que de faire semblant.
Quelles tailles de plaques de refroidissement fabriquez-vous ?
EKINSUN fabrique en ce moment des plaques de refroidissement de 150 mm de large et 15 mm d’épaisseur en 22 longueurs de 150 à 1000 mm (150, 180, 200, 230, 260, 280, 300, 330, 350, 400, 450, 480, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 et 1000 mm), y compris pour le refroidissement de CPU et de GPU. Toute autre taille se fait sur mesure, dès 1 pièce, devis en 12 heures. Prix indicatif : de 100 à 500 EUR par plaque pour 1 pièce, selon la longueur, les raccords et les trous de fixation.
Voir aussi : plaque aluminium sur mesure, dissipateurs thermiques, et les versions anglaise et allemande de cette page.
DEVIS PLAQUE DE REFROIDISSEMENT