Proseso ng Paggawa ng mga CNC Machined Heat Sink

Ang heat sink ay isang thermal management component na idinisenyo upang ikalat ang init mula sa mga elektronikong aparato patungo sa nakapalibot na kapaligiran. Sa mga heat sink para sa electronics, ang init ay inililipat sa pamamagitan ng conduction mula sa pinagmumulan ng init (tulad ng CPU o power module) papunta sa heat sink base, pagkatapos ay ikinakalat sa pamamagitan ng mga heat sink fins sa pamamagitan ng convection at radiation.

Ang pag-unawa sa kung ano ang isang heat sink, kung paano gumagana ang mga heat sink, at kung paano ginagawa ang mga heat sink ay mahalaga kapag pumipili ng mga solusyon tulad ng mga aluminum heat sink, copper heat sink, liquid cooled heat sink, o mga custom heatsink para sa mga industriyal at elektronikong aplikasyon.

Sa lahat ng mga pamamaraan ng pagmamanupaktura, ang mga CNC machined heat sink ay nag-aalok ng pinakamataas na kalayaan sa disenyo at katumpakan, na ginagawa itong mainam para sa mga kumplikado, mataas na pagganap, at mababang volume na mga aplikasyon kung saan ang mga extruded heat sink o heat sink extrusion ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo.

1. yugto ng pamamahala ng hilaw na materyales

1.1 paghahanda ng metal billet

material selection
high kondaktibiti ng init metals and composites are selected according to thermal and mechanical requirements:

• mga haluang metal na aluminyo: aa6061-t6 / aa6063-t5 / t651

• mga haluang metal na tanso: c1100 / c1020

• mga materyales na pinagsama-sama: alsic, cuw

Ang mga materyales na ito ay karaniwang ginagamit sa mga heatsink na gawa sa aluminum, mga heat sink na gawa sa tanso, at mga high-end na solusyon sa heat sink na pang-industriya.

sertipikasyon at beripikasyon ng materyal

• pagpapatunay ng mga sertipiko ng materyal

• pagsusuri ng komposisyong ispektral

• example (aa6061): si 0.4–0.8%, mg 0.8–1.2%

pagsubok sa pisikal na ari-arian

• kondaktibiti ng init:

• aluminyo ≥ 180 w/m·k

• tanso ≥ 380 w/m·k

• katigasan:

• 6061-t6: hb 95–100

• 6063-t5: hb 75–85

• lakas ng tensyon:

• 6061-t6 ≥ 290 mpa

• 6063-t5 ≥ 175 MPa

paunang paggamot ng billet

• pampawi ng stress (kung kinakailangan): 300°c × 2 oras, pagpapalamig sa pugon

• pagsusuri ng patag na ibabaw: ≤ 0.1 mm / 100 mm

• dimensyonal na pagpaparaya: ±0.5 mm (l × w × h)

1.2 paghahanda ng mga pantulong na materyales

• mga kagamitan sa paggupit:

• mga kagamitang karbid (k-grade)

• mga kagamitang diyamante ng pcd

• mga kagamitang pinahiran (lata / tialn)

• mga sistema ng pagpapalamig:

• coolant na natutunaw sa tubig (5–8%)

• coolant na nakabatay sa langis para sa high-precision cnc heatsink pagmakinilya

• mga materyales sa pagkakabit:

• mga kagamitang aluminyo

• mga kagamitan sa pagpapalawak ng haydroliko

• mga sistema ng pag-clamping ng vacuum

2. disenyo ng proseso at yugto ng pagprograma ng cam

2.1 pagbuo ng estratehiya sa pagmakinilya

pagpaplano ng ruta ng proseso

• magaspang na pagmamanipula: mabilis na paggiling (80–90% pag-aalis ng materyal)

• semi-pagtatapos: contour pagmakinilya na may 0.1–0.2 mm na allowance

• pagtatapos: precision pagmakinilya hanggang sa huling sukat

pag-optimize ng toolpath

• pagmakinilya ng contour: step-over 0.5–2.0 mm

• mga parallel toolpath: 30–70% diameter ng tool

• mga spiral toolpath: nabawasang epekto sa pagpasok ng tool

mga estratehiya sa pagkontrol ng deformasyon

• simetriko na pagmamanipula

• patong-patong na pagputol (≤ 0.5 mm bawat patong habang tinatapos)

• paulit-ulit na pagma-pagmakinilya upang mabawasan ang akumulasyon ng init

2.2 na pagprograma ng kamera

Pagproseso ng 3d na modelo

• pagkukumpuni at pagpapasimple ng modelo

• pag-setup ng allowance sa pagmakinilya:

• paggaspang: 0.3–0.5 mm

• pagtatapos: 0–0.05 mm

• segmentasyon ng rehiyon ng pagmakinilya na nakabatay sa tampok

pagbuo ng toolpath

• magaspang na gawain:

• lalim ng hiwa: 2–5 mm

• bilis ng pagpapakain: 800–1500 mm/min

• pagtatapos:

• lalim ng hiwa: 0.1–0.3 mm

• bilis ng pagpapakain: 2000–4000 mm/min

• paglilinis ng sulok gamit ang mga kagamitang may maliliit na diyametro

post-processing at simulation

• Pagbuo ng nc code para sa mga partikular na sistema ng cnc

• pag-verify ng banggaan at paglalakbay

• pagtatantya ng oras ng pagma-pagmakinilya (±10%)

3. yugto ng paghahanda sa pagmakinilya

3.1 pag-setup ng makinang CNC

pagpili ng makina

• 3-axis na patayong mga sentro ng pagmakinilya: karaniwang mga heat sink na gawa sa cnc machined

• 4-axis / 5-axis cnc: kumplikadong mga kurbadong ibabaw

• mga high-speed pagmakinilya center: spindle ≥ 12,000 rpm para sa manipis na palikpik

pagpapatunay ng katumpakan ng makina

• katumpakan sa pagpoposisyon: ±0.003 mm

• kakayahang maulit: ±0.001 mm

• spindle radial runout: ≤ 0.003 mm

3.2 disenyo ng sistema ng kabit

• mga fixture sa pagpoposisyon ng maraming punto (prinsipyo ng 6 na punto)

• mga sistema ng kakayahang umangkop na kabit

• mga vacuum fixture para sa mga manipis na palikpik ng heat sink

pagkontrol ng puwersa ng pag-clamping

• haydroliko na pang-clamping: 0.5–1.0 mpa

• pag-clamping gamit ang niyumatikong tubig: 0.4–0.6 mpa

• mekanikal na pag-clamping: kinokontrol ang metalikang kuwintas sa ±0.1 nm

4. yugto ng pagma-pagmakinilya ng cnc

4.1 magaspang na pagmamanipula

• pag-align ng workpiece gamit ang mga edge finder (±0.01 mm)

• mga sistema ng koordinasyon: g54–g59

• pangunahing datum ibabaw pagmakinilya (kapatagan ≤ 0.02 mm)

mga parametro ng magaspang na pagputol

• bilis ng spindle: 8000–12,000 rpm

• bilis ng pagpapakain: 1500–3000 mm/min

• lalim ng hiwa: 2–5 mm

• hakbang-pasulong: 60–70% diameter ng kagamitan

pagsubaybay sa proseso

• pagsubaybay sa puwersa ng pagputol

• pagsubaybay sa pagkasira ng kagamitan

• temperatura ng pagputol ≤ 80°c

4.2 kalahating pagtatapos

• pare-parehong allowance ng materyal: 0.1–0.2 mm

• paunang pagma-pagmakinilya ng mga butas at puwang

kontrol sa proseso

• pagsisiyasat sa makina

• kompensasyon sa offset ng tool

• paunang inspeksyon ng pagkamagaspang sa ibabaw

4.3 pagtatapos (kritikal na proseso)

pagmachine ng palikpik ng heat sink

• pagproseso ng manipis na palikpik gamit ang mga end mill na φ1–φ3 mm

• bilis ng spindle: 18,000–24,000 rpm

• bilis ng pagpapakain: 300–800 mm/min

• panloob na coolant na may mataas na presyon (≥70 bar)

mga hakbang laban sa panginginig ng boses

• kontrol sa overhang ng tool (l/d ≤ 4)

• estratehiya sa pabagu-bagong pagpapakain

• helical interpolation

pag-mount ng ibabaw na makinarya

• paggiling ng mukha (mga pamutol na φ40–φ80 mm)

• pagkamagaspang sa ibabaw: ra ≤ 0.8 μm

• patag: ≤ 0.03 mm / 100 mm

pagmamanupaktura ng butas

• pagbabarena gamit ang mga carbide drill

• pag-ream sa h7 tolerance

• pagbuo ng sinulid para sa mga sinulid na may mataas na lakas

mga espesyal na istruktura

• mga t-slot at mga profiled grooves

• 5-axis na kurbadong ibabaw na pagmakinilya

• pagmakinilya ng mikro-istruktura (mga kagamitang φ0.1–φ0.5 mm)

4.4 mga advanced na teknolohiya sa pagmakinilya

• mabilis na pagmakinilya:

• bilis ng spindle: 20,000–40,000 rpm

• bilis ng pagpapakain: 5000–15,000 mm/min

• micro-milling:

• katumpakan: ±0.002 mm

• pagkamagaspang sa ibabaw: ra ≤ 0.1 μm

• pagmamanupaktura na tinutulungan ng ultrasonic:

• dalas: 20–40 khz

• amplitude: 5–20 μm

5. kontrol sa kalidad habang isinasagawa ang proseso

5.1 online na inspeksyon

• mga touch probe para sa pagkakahanay at inspeksyon ng dimensyon

• awtomatikong kompensasyon ng tool

• pag-scan ng laser para sa mga profile sa ibabaw

• mga sistema ng paningin para sa pagtuklas ng depekto

5.2 pagsubaybay sa mga parametro ng proseso

• mga sensor ng puwersa ng pagputol

• pagsusuri ng dalas ng panginginig ng boses

• pagsubaybay sa temperatura ng tool at workpiece

6. mga punto ng kontrol na kritikal-sa-kalidad (ctq)

7. kakayahan sa proseso at oras ng pangunguna

total lead time: 18–31 working days
capacity:

• 3-axis cnc: 10–30 piraso/araw

• 5-axis cnc: 5–20 piraso/araw

• micro-pagmakinilya: 1–5 piraso/araw

8. mga katangian at bentahe ng proseso

mga teknikal na bentahe

• napakataas na kalayaan sa disenyo

• katumpakan sa antas ng micron

• angkop para sa mga pasadyang solusyon sa heatsink

• mainam para sa mga disenyo ng cpu heatsink, cpu heatsink fan, heatsink fan, heat sink na may fan, at mga liquid cooled heat sink

mga limitasyon sa proseso

• mababang paggamit ng materyal (30–60%)

• mataas na gastos sa pagmachine

• hindi angkop para sa malawakang produksyon

mga inirerekomendang aplikasyon

• mga prototype at pagpapatunay

• maliliit na batch, mga produktong may mataas na halaga

• mga heat sink na kumplikadong geometry

• mga high-performance na industrial heat sink

hindi inirerekomenda para sa:

• mga produktong may mataas na dami at pamantayan

• mga aplikasyon na sensitibo sa gastos

• mga simpleng disenyo ng extruded heat sink

Ang prosesong ito ng paggawa ng heat sink gamit ang CNC machined ay na-optimize para sa mataas na katumpakan, kumplikado, at mababang dami ng produksyon ng heat sink. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga na-optimize na estratehiya sa pagmakinilya, mahigpit na kontrol sa proseso, at mga advanced na pamamaraan ng inspeksyon, makakamit ng mga tagagawa ng heat sink ang superior na thermal performance, dimensyonal accuracy, at pangmatagalang pagiging maaasahan. Ang proseso ay maaaring i-adjust nang may kakayahang umangkop upang balansehin ang performance at gastos ayon sa mga partikular na kinakailangan sa aplikasyon.