EKINSUN lavora piastre di raffreddamento ad acqua su misura in alluminio 6061, da 1 pezzo, con preventivo in 12 ore e produzione in circa 5 giorni lavorativi dopo l'approvazione del disegno. Contorno, spessore, canale, fori di fissaggio e attacchi si definiscono a ogni ordine. Le piastre a catalogo esistono in formati fissi con gli attacchi dove li ha messi il profilo estruso; il vostro strumento non è stato disegnato attorno a un profilo. In produzione ora: larghe 150 mm e spesse 15 mm, in 22 lunghezze da 150 a 1000 mm; ogni altra misura da 1 pezzo.
Quattro modi di costruire una piastra di raffreddamento, e quando scegliere ciascuno
Il canale fresato con coperchio avvitato è la scelta di serie; le altre tre rispondono a una pressione più alta, al rischio di perdite sopra l'elettronica o a una piastra troppo sottile per un canale.
| Costruzione | Principio | Quando conviene |
|---|---|---|
| Canale fresato, coperchio avvitato su O-ring | Canale a serpentina o a percorso libero fresato nel corpo, coperchio serrato su un O-ring | Smontabile, rapido da fare, collaudato alle pressioni abituali; 1 pezzo è un ordine normale |
| Canale fresato, coperchio saldato | Stesso canale, coperchio saldato | Pressione più alta, nessuna guarnizione da manutenere, piastra mai più aperta |
| Tubo di rame pressato | Tubo continuo pressato in una cava fresata | Il meno costoso, e il circuito dell'acqua non ha giunzioni nella piastra: niente può perdere nel contenitore |
| Canali forati e tappati | Gallerie forate a croce in una piastra sottile | Piastra troppo sottile per un canale e un coperchio |
Il modo di chiudere una piastra dipende dai suoi canali. Le piastre prodotte in lotti, con i canali interni collegati in serie dall'ingresso all'uscita, sono saldate per attrito-agitazione (FSW). Le piastre complesse con una griglia di canali incrociati sono forate in lungo e in largo, poi le estremità dei fori sono saldate a mano. Il metodo per la vostra piastra è indicato sul disegno di approvazione.
I tre punti che decidono se raffredda
Prima la planarità sotto il componente: una classe di 0,05 mm sulla zona di contatto, perché la pasta o il pad termico riempiono micron, non un gioco che dondola. La faccia di appoggio è lavorata per ultima, così il bloccaggio non rovina il risultato.
Poi gli attacchi, messi dove l'installazione lo permette, su una faccia o su un bordo. Il filetto è il punto in cui una piastra perde il primo giorno: un G1/4 è un filetto cilindrico che tiene su una rondella o un O-ring, un 1/4 NPT è conico e tiene sui fianchi, e un raccordo NPT avvitato in un attacco G1/4 si blocca dopo tre giri e poi trasuda. I raccordi stessi sono sulla pagina liquid cooling fittings (in inglese).
Infine la chimica di tutto il circuito: una piastra in alluminio in un circuito con rame o ottone forma una coppia galvanica e si corrode dall'interno restando perfetta fuori. Tenete un solo metallo nel circuito, fate nichelare l'alluminio o usate il liquido inibito adatto. Le piastre partono lavate, asciugate e con gli attacchi tappati, e una prova di tenuta con gas o liquido si fa su richiesta, con il risultato che accompagna la piastra.
I numeri su cui lavoriamo
Le guide di progettazione delle piastre fredde si scaricano spesso dietro un modulo. Ecco i numeri di lavoro di una piastra lavorata singola o in piccola serie, per controllare un progetto prima di inviarlo; il disegno di approvazione riporta i valori definitivi.
| Parametro | Numero di lavoro | Perché |
|---|---|---|
| Larghezza del canale fresato | Da 2 a 12 mm di norma; sotto 1,5 mm si parla di microcanali | Frese standard lo tagliano in un piazzamento, ed è questo che tiene accessibile il pezzo singolo |
| Profondità del canale | Fino a circa 3 volte la larghezza con frese standard | Una fresa lunga e sottile flette: più profondo si può, in più passate |
| Parete verso l'esterno o verso un foro di fissaggio | 2 mm minimo di lavoro in alluminio | Più sottile si lavora bene e poi si muove al serraggio del coperchio |
| Fondo sotto il canale | 2 mm, più sottile se la sorgente di calore lo richiede | Il liquido più vicino al componente raffredda meglio e si deforma più facilmente |
| Sede per O-ring | Sede di tenuta frontale per una compressione della corda del 20-25 % | Quote della sede sul disegno di approvazione, adatte alla corda in commercio |
| Planarità | Classe 0,05 mm sotto il componente, 0,1 mm sulle altre facce | La faccia di contatto è lavorata per ultima |
| Rugosità | Ra 1,6 µm o meglio sulla faccia di contatto, Ra 1,6-3,2 µm altrove | Più fine di quanto chiede il materiale d'interfaccia non serve |
| Attacchi | G1/4, G3/8, 1/8 e 1/4 NPT, portagomma, su una faccia o su un bordo | Messi dove l'installazione lo permette |
| Materiale | 6061-T6 di serie, rame Cu-ETP per flussi concentrati, 304 o 316 per liquidi corrosivi | Il 7075 non dà nulla in termini termici, ha senso solo se la piastra è anche un pezzo strutturale |
Una piastra più sottile della profondità del canale più 4 mm non si può costruire come è disegnata: è il primo punto che controlliamo su un disegno.
Formati di piastra di raffreddamento in produzione: 150 mm di larghezza, 15 mm di spessore, da 150 a 1000 mm di lunghezza
15 mm è lo spessore delle piastre di raffreddamento che produciamo ora, anche per il raffreddamento di CPU e GPU in server, PC industriali e banchi di prova (non i waterblock per PC in commercio). Sono larghe 150 mm e lunghe da 150 a 1000 mm, nelle 22 lunghezze qui sotto. Ogni altra larghezza, lunghezza o spessore si fa su misura, da 1 pezzo, preventivo in 12 ore.
| Lunghe da 150 a 300 mm | Lunghe da 330 a 550 mm | Lunghe da 600 a 1000 mm |
|---|---|---|
| 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 |
Misure larghezza × lunghezza × spessore in mm. Attacchi, fori di fissaggio, percorso del canale e materiale (alluminio 6061 di serie) si fissano per ogni ordine sul disegno di approvazione.
Prezzo indicativo: da 100 a 500 EUR a piastra per 1 pezzo, secondo lunghezza, attacchi e fori di fissaggio. Il prezzo esatto arriva con il preventivo in 12 ore, e quantità maggiori costano meno al pezzo.
Piastra di raffreddamento a doppia faccia: due facce piane, corpo cavo, pareti da 2 mm
Una richiesta recente riguardava una piastra di 250 × 300 mm piana su entrambi i lati, con un ingresso e un'uscita per una circolazione d'acqua lenta, un corpo cavo con pareti da 2 mm e una struttura interna che porti più calore possibile da una faccia all'altra. Il formato per noi è normale, e 2 mm è proprio la parete minima di lavoro in alluminio della tabella qui sopra.
La struttura adatta è una serie di nervature unite a entrambe le pareti e disposte in modo alternato, così da formare un unico canale a serpentina. Le nervature portano il calore da una faccia all'altra, perché l'acqua raccoglie solo ciò che le arriva, e tengono piane le pareti: senza appoggio, una parete in alluminio da 2 mm su 250 mm si inarcherebbe di alcuni millimetri a 1 bar, gran parte di una cavità di 11 mm, mentre con una nervatura ogni 15-20 mm si sposta di una frazione di micron.
La portata lenta decide il percorso. A 1 L/min, in un canale di 30 × 11 mm l'acqua scorre a circa 5 cm/s e in uno da 14 mm a circa 11 cm/s, mentre la stessa portata divisa in sei canali paralleli scende sotto 1 cm/s e si distribuisce in modo irregolare. Il flusso è laminare in ogni caso, e in regime laminare un canale più stretto scambia più calore mentre le nervature in più aggiungono superficie bagnata: 12-15 passaggi stretti rendono più di sei larghi, con una perdita di carico ben sotto 1 kPa su circa 4 m di serpentina. I pin fin mescolano meglio l'acqua a portata alta, ma a portata lenta le nervature continue fanno lo stesso lavoro e collegano saldamente le due facce.
| Punto | Cosa scrivere a disegno | Perché |
|---|---|---|
| Coperchio e nervature | Coperchio unito alla testa di ogni nervatura, non solo lungo il bordo | Sigillato solo sul bordo, le nervature toccano il coperchio senza legame: nessun percorso di calore verso quella faccia, nessun sostegno, e il coperchio si gonfia sotto pressione. Un coperchio avvitato con O-ring non è adatto a pareti da 2 mm |
| Attacchi | Su un bordo, dimensionati sullo spessore: con 15 mm di spessore e pareti da 2 mm la cavità è di 11 mm, quindi entra un G1/8 o un portagomma saldato, un G1/4 (filetto da 13,2 mm) lascia meno di 1 mm di parete | Con due facce piane non resta una faccia per l'attacco |
| Inversioni | Luce a fine nervatura circa pari alla larghezza del passaggio, estremità arrotondate | Le inversioni strette strozzano il flusso e gli angoli vivi trattengono acqua ferma |
| Planarità | Planarità indicata per ciascuna faccia, entrambe le facce finite dopo la chiusura del corpo | Il calore della giunzione deforma le pareti sottili |
Passo delle nervature, larghezza dei passaggi e metodo di giunzione sono fissati sul disegno di approvazione prima della lavorazione.
Per quali apparecchiature
Le piastre di raffreddamento su misura arrivano da noi in un momento preciso: un costruttore di strumenti, analizzatori da banco, driver laser, banchi di prova per batterie o alimentatori ha risolto il problema termico sulla carta, ma non quello del fissaggio, che nessun catalogo risolve.
Il raffreddamento a liquido diretto sul chip segue la stessa logica. Una GPU di serie arriva con la sua piastra originale; quello che un banco di sviluppo o la conversione di un rack non può comprare è la piastra di una scheda acceleratrice prototipo, quella di un modulo di alimentazione del rack o quella di un banco di prova per CDU. Queste piastre, singole o a decine, sono il nostro campo, come i collettori per il raffreddamento a liquido (in inglese) che le alimentano.
Piastra a catalogo o piastra su misura
| Vi serve | A catalogo? | La strada giusta |
|---|---|---|
| Una piastra standard il cui formato e i cui attacchi vanno già bene | Sì, a magazzino | Compratela, costerà meno della nostra. Se va bene ve lo diciamo invece di quotare |
| Un waterblock per PC, CPU o GPU | Sì, un commercio a sé | Ha i suoi produttori e negozi, non è il nostro mestiere |
| Grandi ordini da migliaia di piastre uguali | Solo nei formati a catalogo | Da 1 pezzo su misura al grande ordine: le piastre in lotti sono saldate per attrito-agitazione, e la qualità viene prima a ogni quantità |
| Il vostro contorno, i vostri fori, il vostro lato attacchi, da 1 pezzo alla serie | Nessun catalogo elenca la vostra geometria | Lavorata dal vostro disegno o schizzo, da 1 pezzo |
| Una piastra che gira attorno ai componenti, con tagli o gradini | I profili estrusi sono rettangoli | Fresata dal pieno, il contorno segue lo strumento |
| Rifare una piastra obsoleta il cui produttore è sparito | Nessun codice | Geometria rilevata dalla vecchia piastra, difetti di corrosione e guarnizione corretti, ingombro mantenuto |
Per canali sotto il millimetro sotto una sorgente concentrata vedere le piastre a microcanali (in inglese); per altre piastre lavorate le piastre in alluminio su misura.
Cosa determina il prezzo, e cosa inviarci
- Il contorno: dimensioni, fori di fissaggio e lato da cui possono uscire gli attacchi. Basta uno schizzo quotato, STEP o PDF benvenuti.
- Il calore: cosa è montato sulla piastra e quanti watt, su una faccia o su entrambe. È ciò che dimensiona il canale.
- Il circuito: portata, temperatura d'ingresso, pressione, liquido e metalli già presenti.
- Il materiale e il tipo di attacco, poi la quantità, adesso e in seguito.
Un disegno quotato di approvazione precede sempre la lavorazione. Il preventivo arriva in 12 ore, la produzione richiede circa 5 giorni lavorativi dopo l'approvazione, e la consegna in Italia è porta a porta con dazi e IVA pagati. Il disegno resta archiviato: le dieci piastre successive costano meno della prima.
Domande frequenti sulle piastre di raffreddamento ad acqua
Chi produce piastre di raffreddamento ad acqua su misura in piccole quantità?
EKINSUN è un produttore di pezzi su misura che lavora piastre di raffreddamento ad acqua sulla forma del vostro componente da 1 pezzo, con preventivo in 12 ore e circa 5 giorni lavorativi dopo l'approvazione del disegno. Una piastra estrusa a catalogo costa meno quando il formato va bene. Accettiamo una singola piastra su misura come i grandi ordini da migliaia di piastre, e la qualità viene prima di tutto a ogni quantità.
Quale costruzione scegliere: coperchio avvitato, coperchio saldato o tubo di rame?
Il canale fresato con coperchio avvitato su O-ring è la scelta di serie per uno strumento: smontabile, rapido da fare, collaudato alle pressioni abituali. Il coperchio saldato regge una pressione più alta e toglie la guarnizione dalla manutenzione. Il tubo di rame pressato in una cava costa meno di tutti e non può perdere nell'elettronica, perché il circuito dell'acqua non ha giunzioni dentro la piastra.
Alluminio o rame per una piastra di raffreddamento?
L'alluminio 6061 è la scelta di serie: leggero, economico da lavorare e abbastanza conduttivo per la maggior parte dei carichi. Il rame conduce il calore circa il doppio sotto un laser o un modulo di potenza, con più peso e costo. In entrambi i casi, una piastra in alluminio in un circuito con rame o ottone forma una coppia galvanica e si corrode dall'interno.
Che planarità serve sotto il componente?
Una classe di 0,05 mm sulla zona di contatto basta per la maggior parte dei moduli, e la faccia di appoggio è lavorata per ultima perché il bloccaggio non la deformi. Una piastra che dondola sul componente perde una prestazione che nessun percorso del canale può recuperare.
Si può fare una piastra di raffreddamento piana e raffreddata su entrambe le facce?
Sì. Si costruisce a corpo cavo attraversato da nervature unite a entrambe le pareti: le nervature portano il calore da una faccia all'altra e tengono piane pareti da 2 mm, e disposte alternate formano un'unica serpentina, adatta a una portata lenta. Gli attacchi vanno su un bordo, dimensionati sullo spessore della piastra.
La nostra vecchia piastra non si produce più, potete rifarla?
Sì. Inviate la vecchia piastra, o foto con un calibro: rileviamo la geometria, manteniamo il contorno e la posizione degli attacchi attorno a cui è costruita la vostra macchina, e correggiamo quello che ha ceduto, come un canale corroso o una sede di guarnizione che trasudava.
Calcolate la resistenza termica della piastra?
Lavoriamo sul vostro disegno, oppure proponiamo un percorso del canale ragionevole partendo da potenza e portata. Una simulazione termica completa con resistenza termica garantita è il prodotto di uno studio di progettazione, non la promessa di un'officina meccanica, e lo diciamo invece di fingere.
Quali misure di piastre di raffreddamento producete?
EKINSUN produce ora piastre di raffreddamento larghe 150 mm e spesse 15 mm in 22 lunghezze da 150 a 1000 mm (150, 180, 200, 230, 260, 280, 300, 330, 350, 400, 450, 480, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900 e 1000 mm), anche per il raffreddamento di CPU e GPU. Ogni altra misura si fa su misura, da 1 pezzo, preventivo in 12 ore. Prezzo indicativo: da 100 a 500 EUR a piastra per 1 pezzo, secondo lunghezza, attacchi e fori di fissaggio.
Vedi anche: piastre in alluminio su misura, ricambi su campione, e le versioni inglese e tedesca di questa pagina.
PREVENTIVO PIASTRA DI RAFFREDDAMENTO