Introductie en volledige stappen voor uw doe-het-zelf koellichaam

Je kunt dit doe-het-zelf-koellichaamproject in minder dan een uur voltooien. Er zijn alleen basisgereedschappen en benodigdheden voor nodig, en de stappen zijn eenvoudig. Het enige dat lastig kan zijn, is bepalen hoeveel metaal je voor elke stap moet gebruiken, maar dit kun je met vallen en opstaan leren.

klaar om te beginnen? Laten we beginnen!

Inleiding tot koellichaam

Koellichaam Toepassing in een PCB

Het doel van een koelblok op een printplaat is om de temperatuur van de printplaat te verlagen. De warmte kan direct van de componenten worden afgevoerd of over een groter oppervlak worden verspreid , waardoor de hele printplaat afkoelt.

Dit zijn essentiële onderdelen van elk elektronisch apparaat dat veel stroom verbruikt. Een koelblok is een metalen blok of plaat die warmte absorbeert van de elektronische componenten in uw apparaat en deze over het oppervlak verdeelt. Het idee hierachter is dat deze verdeling ervoor zorgt dat elk onderdeel koel blijft, zodat het langer op volle capaciteit kan werken zonder oververhitting.

Aluminium is verreweg de meest gebruikte keuze voor koelplaten, omdat het licht van gewicht en zeer geleidend is. Het kan warmte snel en efficiënt absorberen en afvoeren.

Koellichaamtoepassingen

De meeste mensen weten niet wat een koellichaam is of hoe het werkt. Maar dat is geen probleem: we hebben hier de antwoorden op al uw vragen!

Component Dichtheid

Het aantal componenten per oppervlakte-eenheid is een sleutelfactor bij het bepalen van de warmtedichtheid. Hoe hoger de dichtheid, hoe groter de hoeveelheid warmte die op een bepaald oppervlak wordt gegenereerd. Dit betekent dat als u een apparaat met een hoge componentdichtheid wilt koelen, u krachtigere ventilatoren of efficiëntere koelsystemen moet gebruiken.

Voedingscomponenten

Deze moeten helemaal worden afgekoeld, zodat ze goed kunnen functioneren. De koellichamen voeren de warmte van de voedingscomponenten af door geleiding of convectie. Het koellichaam moet worden ontworpen om de hoge temperaturen aan te kunnen die door de vermogenscomponent worden gegenereerd, terwijl tegelijkertijd de thermische geleidbaarheid en het oppervlak ervan worden geoptimaliseerd.

Processoren

Dit is een essentieel onderdeel van elke computer. Het is verantwoordelijk voor het verwerken van gegevens en het verzenden ervan naar de andere onderdelen van uw computer . Dit kan taken omvatten zoals het uitvoeren van applicaties, het versturen van e-mails of het surfen op het internet.

Heatsinks worden gebruikt om oververhitting van processors te voorkomen. Dit komt omdat de processor heet wordt als hij hard werkt, wat hem kan beschadigen als hij niet wordt gecontroleerd. De CPU is bevestigd aan het koellichaam, dat is ontworpen om er warmte uit te halen met behulp van een ventilator of een waterkoelsysteem

Waar moeten koellichamen worden geplaatst?

De eerste stap bij het bepalen van de beste plaatsing voor uw koellichaam is het identificeren van het heetste gedeelte van uw apparaat. Meestal is dit het centrum van de processor. Je zou een soort thermische sonde moeten gebruiken om dit gebied te lokaliseren. Zorg ervoor dat deze niet beschadigd is wanneer u uw koellichaam aanbrengt.

Zodra je hebt vastgesteld waar de processor het warmst wordt, is het tijd om te bepalen waar je de koelplaat moet plaatsen. De beste plek is bovenop of direct naast een IC of ander component dat warmte genereert. Plaats de koelplaat indien mogelijk ook in de buurt van een warmteverspreider of koelventilator, zodat ze efficiënt samenwerken.

Soorten koellichaam

Er zijn verschillende soorten koellichamen, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Deze koellichamen zijn gecategoriseerd op basis van luchtstroom, materiaal, watergebruik en productieproces.

Door luchtstroom

Verschillende soorten koellichamen hebben verschillende luchtstroomvereisten. Hier zijn enkele van de meest voorkomende:

Passieve koellichaam

Passieve

Dit is een koellichaam dat natuurlijke convectie gebruikt om warmte af te voeren. Convectie is het proces waarbij warmte van hete gebieden naar koudere gebieden stroomt als reactie op temperatuurverschillen. Bij een passief luchtstroomkoellichaam zijn er geen ventilatoren of andere actieve componenten betrokken bij het koelen van het apparaat. Passieve luchtstroom-koellichamen zijn ontworpen om de hoeveelheid lucht die er doorheen en omheen kan stromen te maximaliseren.

Actieve koellichamen

Actief

Deze koellichamen zijn ontworpen om de luchtstroom te manipuleren om het apparaat te koelen. Ze hebben meestal een ventilator die lucht over het koellichaam beweegt, wat helpt om het apparaat koel te houden.

Desktop- en laptopcomputers zijn beide te vinden met actieve luchtstroom-koellichamen. Ze kunnen ook worden aangetroffen in andere elektronische apparaten, zoals servers of grafische kaarten. Actieve luchtstroom-koellichamen worden vaak gebruikt in situaties waarin de warmte snel en efficiënt moet worden afgevoerd, bijvoorbeeld wanneer u een programma draait dat veel warmte genereert.

Op materiaal

Koellichamen gemaakt van verschillende materialen hebben de neiging verschillend te werken, dus het is belangrijk om te weten wat voor soort materiaal je gebruikt voordat je er een koopt. Hier is een overzicht van de meest populaire materialen die in koellichamen worden gebruikt:

Aluminium koellichamen

Aluminium

Dit is een populair materiaal voor koellichamen omdat het lichtgewicht, duurzaam en relatief goedkoop is. Het is ook niet erg elektrisch geleidend, wat een voordeel kan zijn als je met gevoelige elektrische componenten werkt. Het nadeel is dat aluminium koellichamen de neiging hebben oververhit te raken als ze niet goed worden geventileerd en gekoeld door ventilatoren of andere luchtstroomsystemen.

Koperen koellichaam

Koper

Vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en uitstekende warmteafvoer is koper het populairste materiaal voor koellichamen. Koperen koellichamen worden over het algemeen gemaakt door de gewenste vorm te extruderen of te gieten en deze vervolgens tot de precieze afmetingen te bewerken. Het proces is behoorlijk ingewikkeld en brengt veel arbeidsintensief werk met zich mee. Dit maakt ze duur, maar zorgt er ook voor dat u een product van de beste kwaliteit krijgt.

Door watergebruik

Hier zijn de soorten koellichamen op basis van watergebruik:

Massief metaal

Dit is een koelblok dat gebruikmaakt van een massief metalen blok. Dit blok kan uit één stuk gegoten zijn, of het kan bestaan uit meerdere aan elkaar gesoldeerde onderdelen. Het oppervlak van het metaal kan op verschillende manieren behandeld worden om het warmtegeleidend vermogen te vergroten.

Dit type koellichaam is gemaakt van metaal en kan worden gebruikt in industriële toepassingen. Het kan ook worden gebruikt in commerciële omgevingen zoals datacenters en serverruimtes, waar grote hoeveelheden warmte moeten worden afgevoerd.

Gepompte vloeistof

Hierbij wordt een mengsel van water en koelvloeistof gebruikt om de warmte van de processor af te voeren. Het water absorbeert de warmte en wordt naar een radiator gepompt waar het door een ventilator of luchtstroom wordt gekoeld. Hierdoor wordt de temperatuur van het apparaat verlaagd en kan het op een lagere bedrijfstemperatuur werken.

Hierdoor kunt u een grotere, krachtigere pomp gebruiken en dus meer warmte per minuut verplaatsen. Dit is vooral belangrijk als u werkt met krachtige CPU's of GPU's.

Het nadeel is dat pompen luidruchtig zijn en onderhoud vereisen, maar als je op zoek bent naar een krachtig koellichaam, dan is dit misschien de beste keuze.

Twee fasen

Tweefasig thermisch beheer maakt gebruik van een tweefasig warmteoverdrachtsproces waarbij de condensatie van een werkvloeistof wordt gebruikt om warmte uit de bron te verwijderen. In het tweefasige koellichaam wordt een faseveranderingsmateriaal gebruikt om warmte van de bron te absorberen. Dit veranderde vervolgens in een andere fase met de toepassing van warmte, meestal door de temperatuur of druk te veranderen. De resulterende faseverandering veroorzaakt een verandering in volume, wat een massabeweging veroorzaakt die kan worden gebruikt om energie uit het systeem te verwijderen.

Dit type koellichaam is efficiënter dan andere typen, omdat het minder energie gebruikt om dezelfde hoeveelheid warmte van het apparaat af te voeren. Het heeft ook een voordeel ten opzichte van luchtgekoelde systemen omdat het in elke omgeving kan worden gebruikt, zelfs op plaatsen waar er niet genoeg lucht is om door een luchtkoeler te dringen.

Door fabricageproces

Er worden verschillende productieprocessen gebruikt bij de productie van koellichamen. Deze processen worden gecategoriseerd op basis van het materiaal dat wordt gebruikt om het koellichaam te maken, en omvatten:

CNC-gefreesd koellichaam

CNC gefreesd

Deze soorten koelplaten worden computergestuurd, waardoor onderdelen met extreme precisie kunnen worden vervaardigd. Dit maakt ze perfect voor de productie van koelplaten. Het proces begint met een ontwerp voor het te maken onderdeel in een CAD-programma op een computerwerkstation. Zodra het ontwerp is afgerond en goedgekeurd door de klant, wordt het naar de CNC-machine gestuurd, waar het uit metaal of andere materialen wordt gesneden volgens de specificaties van de klant. Voor op maat gemaakte koelplaten en andere precisie-metalen componenten kan samenwerking met een ervaren CNC-bewerkingsbedrijf fabrikanten helpen complexe geometrieën, nauwe toleranties en een consistente kwaliteit te realiseren, van prototype tot productie.

Gesmeed en gegoten

Gesmede koellichamen worden gemaakt door een proces waarbij metaal tot een hoge temperatuur wordt verwarmd en in de gewenste vorm wordt gebracht. Dit gebeurt met een hamer of pers. Het resultaat is een solide, dicht metaal dat kan worden bewerkt om aan uw specifieke behoeften te voldoen.

Gegoten koelplaten worden gemaakt door gesmolten metaal in een mal te gieten die is vervaardigd door een wasmodel in zand of vloeibaar urethaan te modelleren. De mal wordt vervolgens gevuld met gesmolten metaal en laat men afkoelen voordat het product uit de mal wordt verwijderd.

Ritsvin

Deze koellichamen worden vervaardigd door een proces dat extrusie wordt genoemd, waarbij aluminium wordt gesmolten en vervolgens door een matrijs wordt geperst om de vorm van het koellichaam te vormen. De extruder gebruikt vervolgens de zwaartekracht om het geëxtrudeerde aluminium over de lengte naar beneden te trekken, waar het stolt tot een doorlopende strook. Dit proces zorgt voor een gelijkmatig koeleffect over alle vinnen, evenals een glad oppervlak aan de basis van elke vin.

Geschaafde Fin

Deze koelribben zijn een type koelblok dat vervaardigd wordt met behulp van een afschuiningsproces. De ribben worden met een afschuiningsmachine gesneden, waardoor ze dun en licht zijn. Afgeschuinde ribben worden vaak gebruikt in industriële toepassingen, waar ze met een klem of epoxy aan de warmtebron bevestigd kunnen worden.

Gebonden Fin

Dit is een soort koellichaam dat wordt vervaardigd door dunne vinnen aan een warmteverspreider te hechten. De warmteverspreider is gemaakt van koper of aluminium en is geëxtrudeerd in een I-balkvorm. De vinnen zelf kunnen gemaakt zijn van aluminium, koper of vernikkeld koper.

Gelijmde vinnen zijn populair bij fabrikanten omdat ze eenvoudig in elkaar te zetten zijn en kunnen worden aangepast aan de eisen van de klant. Ze zijn ook licht van gewicht en hebben een hoge thermische geleidbaarheid, waardoor ze ook ideaal zijn voor kleine apparaten zoals smartphones of laptops.

geëxtrudeerde

Er zijn verschillende methoden om koelplaten te produceren, maar extrusie is zonder twijfel het meest gebruikte proces. Zoals eerder vermeld, wordt bij dit proces een blok aluminium of koper door een matrijs geperst. Het resultaat is een buis in de gewenste vorm voor de koelplaat.

Stappen voor het maken van uw doe-het-zelf-koellichaam

Het maken van een doe-het-zelf-koellichaam is een geweldige manier om geld te besparen, en het is ook een geweldige manier om je creatieve vaardigheden op de proef te stellen.

Hier zijn de stappen:

Stap 1 – Bereid de materialen en gereedschappen voor

De eerste stap bij het maken van uw doe-het-zelf-koellichaam is het verzamelen van alle materialen en gereedschappen die u nodig heeft. Je zal nodig hebben:

Materiaal koellichaam
Door hitte krimpt de slang
Hamer
Blikschaar of knabbelgereedschap
Schuurpapier

Stap 2 - Knip het koellichaam uit

De tweede stap bij het maken van uw doe-het-zelf-koellichaam is het uitsnijden van het koellichaam. Dit is het deel waarin je creatief moet zijn. U kunt een zaag of een knabbelgereedschap gebruiken om de vorm van uw koellichaam uit te snijden, maar het is essentieel om ervoor te zorgen dat u voldoende materiaal uitsnijdt zodat het koellichaam de warmte van de spanen kan afvoeren. Je wilt dat hij van alle kanten lucht kan aanzuigen.

Stap 3 – Voeg een inkeping toe

Zorg ervoor dat uw inkeping groot genoeg is voor het koellichaam en klein genoeg zodat deze niet voorbij de componenten in de behuizing gaat. Zorg er ook voor dat je daarna langs de lijnen van de basis van het koellichaam zelf snijdt, zodat je niet te ver in het onderliggende bord snijdt.

Stap 4 – Maak het koellichaam plat

De volgende stap is het platmaken van het koellichaam. Hierdoor wordt hij efficiënter en kunt u hem gemakkelijker op uw processor aansluiten. Om dit te doen, plaatst u eenvoudigweg het koellichaam met de voorkant naar beneden op een vlak oppervlak (zoals een tafel of bureau) en gebruikt u vervolgens een hamer om er zachtjes gelijkmatig op te tikken totdat u het plat hebt gemaakt. Zorg ervoor dat je niet te hard slaat, anders beschadig je je moederbord!

Stap 5 – Monteer de componenten

Plaats het koellichaam bovenop uw apparaat en zet het vast met de vier schroeven die bij uw koellichaamset zijn geleverd. Dan wil je hem met een van de schroeven aan je koellichaam bevestigen. Als er nog steeds losse draden rondhangen, is dit het moment om ze aan te sluiten op de respectievelijke poorten op de PCB die je aan het maken bent.

Conclusie

Om wat geld te besparen of om de nieuwsgierigheid te bevredigen, kost het voorbereiden van het doe-het-zelf-koellichaam nogal wat werk, maar het is de moeite waard. Daarna bent u klaar om te gaan. Zorg ervoor dat u alles test, zodat u een nauwkeurige meting krijgt als het gaat om het uitzoeken van de temperatuur van uw apparaat en dat u het koellichaam in principe niet laat beschadigen.