Bộ phận tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng hiệu suất cao

1Định nghĩa và cấu trúc cốt lõi

• Substrate: hợp kim nhôm 6061/6063 (hiệu quả về chi phí), đồng không oxy (khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, chi phí cao);
• Các kênh dòng chảy bên trong: các microchannel serpentine / song song, các ống đồng nhúng, không có các vết thâm phơi;
• Các kết nối nước đầu vào và đầu ra (G1/4, NPT, v.v.), cấu trúc niêm phong (niêm phong không dùng hàn FSW để ngăn rò rỉ);
• Điều trị bề mặt: anodizing (bảo vệ chống ăn mòn), oxy hóa dẫn điện, mạ niken / thiếc (để đáp ứng các yêu cầu lắp đặt khác nhau).

2Nguyên tắc làm việc

3Các quy trình sản xuất chính

• Phòng hàn xoắn ma sát (FSW, được sử dụng rộng rãi nhất): Không gian kênh dòng chảy được đặt trước giữa hai tấm; hàn trạng thái rắn đạt được thông qua các hiệu ứng nhiệt cơ học được tạo ra bởi một công cụ xoay xoay tốc độ cao. Nó không có lỗ chân lông hoặc nứt,không cần hàn, biến dạng tối thiểu, và phù hợp với các tấm làm mát nước bằng sợi quang có kích thước lớn và tải trọng cao.
• Bơm đồng nhúng + hàn chân không: Các ống đồng đã được chế tạo sẵn được nhúng vào lỗ mù của nền, với các khoảng trống được lấp đầy bằng cách hàn chân không để tạo thành các kênh dòng chảy liền mạch.
• Liên kết khuếch tán: Liên kết nguyên tử kim loại đạt được dưới nhiệt độ và áp suất cao, phù hợp với các kênh dòng chảy siêu mỏng và siêu chính xác nhưng với chi phí tương đối cao.

4. Ưu điểm hiệu suất và so sánh (so với các tấm làm mát bằng nước rãnh thông thường)

5Các thông số kỹ thuật chính

• Kích thước: Tùy chỉnh theo các mô-đun laser sợi (kích thước phổ biến: 300 × 200 mm, 400 × 300 mm, v.v.);
• Các thông số kênh dòng chảy: đường kính bên trong 2 ∼6 mm, tốc độ dòng chảy 1 ∼3 m/s, giảm áp ≤ 0,3 MPa;
• Khả năng phân tán nhiệt: một tấm làm mát duy nhất hỗ trợ 500 nguồn nhiệt 10 kW;
• Áp suất / nhiệt độ hoạt động: 0,5 ∼1,0 MPa, -20°C ∼80°C;
• Vật liệu: hợp kim nhôm (khả năng dẫn nhiệt 200 ¥220 W/m·K)), đồng (380 ¥400 W/m·K)
• Thử nghiệm niêm phong: phát hiện rò rỉ helium (tỷ lệ rò rỉ ≤1 × 10−9 mbar·L/s) để đảm bảo không có rò rỉ trong quá trình hoạt động lâu dài.

6Các kịch bản ứng dụng điển hình

• Laser sợi cao công suất: phân tán nhiệt cho các mô-đun bơm, kết hợp chùm tia, Q-drive trong laser cắt / hàn công nghiệp 1 kW ∼ 10 kW;
• Thiết bị truyền thông quang học: các mô-đun quang học tốc độ cao trong trung tâm dữ liệu, thiết bị truyền thông liên kết, bộ khuếch đại EDFA;
• Thiết bị laser y tế: thiết bị làm đẹp bằng laser sợi, thiết bị laser nha khoa;
• Sản xuất bán dẫn: hệ thống truyền sợi trong thiết bị sưởi bằng laser và thiết bị cắt laser.

7. Hướng dẫn lựa chọn và thiết kế

• Phân phối nguồn nhiệt: các kênh dòng chảy serpentine để phân phối đồng đều, các kênh dòng chảy song song cho nhiều điểm nguồn nhiệt;
• Tốc độ và áp suất dòng chảy: đảm bảo tốc độ dòng chảy ≥ 1 m/s để tránh quá nóng tại chỗ;
• Chọn vật liệu: hợp kim nhôm cho các kịch bản chung, đồng cho mật độ lưu lượng nhiệt cực cao;
• Giao diện và khả năng tương thích: xác nhận các thông số kỹ thuật và vị trí của các đầu nối nước vào/đi để phù hợp với các bộ làm mát / CDU hiện có;
• Yêu cầu về môi trường: bảo vệ chống ăn mòn bề mặt tăng cường (ví dụ, anodizing cứng) cho môi trường ngoài trời / ẩm;
• Tuân thủ: đáp ứng CE và RoHS; thử nghiệm áp suất được yêu cầu cho các ứng dụng áp suất cao.

8. Các khuyến nghị bảo trì

• Thay đổi bình làm mát thường xuyên (mỗi 6-12 tháng) để ngăn ngừa sự biến dạng;
• Thực hiện kiểm tra áp suất và phát hiện rò rỉ heli mỗi năm để kiểm tra rò rỉ;
• Giữ bề mặt tấm làm mát sạch sẽ để tránh ô nhiễm dầu làm suy yếu tính dẫn nhiệt;
• Tránh va chạm và rung động nghiêm trọng để ngăn ngừa biến dạng kênh dòng chảy.