Скошенные ребра и экструдированные радиаторы: сравнение производительности и стоимости

Экструдированные радиаторы доминируют в экономичных и крупносерийных приложениях. Радиаторы со скошенными ребрами доминируют в конструкциях с высокой плотностью мощности, где важен каждый ватт и каждый миллиметр. В этом руководстве описаны реальные различия, чтобы вы могли сделать правильный выбор.

1. Что такое экструдированный радиатор?

Процесс экструзии

Нагретая алюминиевая заготовка (обычно 6063 или 6061) пропускается через стальную матрицу для создания непрерывного профиля со встроенными ребрами. Профиль разрезается по длине и подвергается окончательной обработке (анодирование, механическая обработка и т. д.).

Ключевые преимущества

• Очень низкая стоимость единицы продукции при больших объемах

• Быстрое, высокоавтоматизированное производство

• Монолитная конструкция = отсутствие термоинтерфейса между ребром и основанием

• Проверенная надежность для миллионов устройств

Основные ограничения

• Соотношение сторон плавника обычно ≤ 10:1.

• Низкая плотность ребер → ограниченная площадь поверхности

• Почти исключительно алюминий (медный экструзия встречается редко и дорого)

2. Что такое радиатор со скошенными ребрами?

Процесс зачистки

Острое лезвие точно «сбривает» тонкие ребра из цельного куска алюминия или меди. Каждое ребро согнуто вертикально, оставаясь прикрепленным к основанию, создавая сверхплотный цельный радиатор.

Ключевые преимущества

• Соотношение сторон до 50:1

• Толщина ребер всего 0,2 мм и зазоры < 0,5 мм

• Прекрасно работает с чистой медью (~390 Вт/м·К)

• Нулевое термическое сопротивление между ребрами и основанием

Недостатки

• Более высокая стоимость единицы продукции (особенно при небольших объемах)

• Нежные плавники требуют осторожного обращения.

• Более медленное производство, чем экструзия

3. Прямое сравнение

Почему Skived Fin выигрывает по термическим характеристикам

Больше ребер + более тонкие ребра + более высокие ребра + медный вариант = значительно большая площадь поверхности и меньшее термическое сопротивление при той же занимаемой площади.

Гибкость дизайна

Заточка не ограничивается геометрией штампа — инженеры могут оптимизировать высоту, расстояние и форму ребер для конкретных условий воздушного потока.

Стоимость Реальность

Экструдированные выигрывают при сумме >10–100 тыс. штук. Skived становится конкурентоспособным при меньших объемах и часто обходится дешевле, чем переход на жидкостное охлаждение, когда экструзия не может достичь целевых температур.

Алюминий против меди

Медные ребра с заточкой (~390 Вт/м·К) превосходят даже лучшие мойки из экструдированного алюминия (~200 Вт/м·К) с большим отрывом при распределении сопротивления.

4. Когда выбирать какую технологию

Выбирайте «Вытянутый», когда:

• Рассеиваемая мощность < 100 Вт в достаточном пространстве

• Большой объем производства (более 10 тыс. единиц)

• Стоимость является основным ограничением

• Стандартные профили приемлемы

Выбирайте скошенный плавник, когда:

• Высокая плотность мощности (>150–200 Вт в небольшом объеме)

• Ограниченная высота/занимаемая площадь

• Принудительная конвекция с сильным потоком воздуха

• Медь желательна или необходима

• Производительность не подлежит обсуждению (серверы, электромобили, мощные светодиоды и т. д.)

Заключение

Экструдированные радиаторы остаются непревзойденными по стоимости и объему. Радиаторы со скошенными ребрами являются явным победителем, когда требуется максимальная эффективность охлаждения в минимальном пространстве. Выбирайте исходя из своего теплового бюджета, физических ограничений и объема производства, а не по привычке.

Часто задаваемые вопросы

• Можно ли сделать ребра со скосом из меди?

• Да, медь является одним из самых популярных материалов для изготовления ребер с заточкой благодаря ее проводимости ~390 Вт/м·К.

• Каково максимальное соотношение сторон экструдированных ребер?

• Обычно от 6:1 до 10:1. Все, что выше, становится чрезвычайно трудным и дорогим.

• Обезжиривание дороже, чем экструзия?

• Да, за единицу, особенно при большой громкости. Но зачистка требует меньших или нулевых затрат на инструмент и часто устраняет необходимость в жидкостном охлаждении.

• Что лучше для естественной конвекции?

• Зачищенная медь обычно выигрывает за счет более высокой проводимости и большей эффективной площади поверхности, даже без вентилятора.