Как ключевой компонент системы жидкостного охлаждения, конструкция водоблока должна учитывать множество факторов, таких как производительность теплообмена, прочность конструкции, коррозионная стойкость, устойчивость к утечкам и контроль затрат. Водоблок обычно проектируется со сложной структурой щелей теплообмена (т. е. каналом потока), и качество конструкции его внутреннего канала потока напрямую определяет эффективность теплообмена всей системы.

Часть 2: Конструкция водоблока, технология обработки и проблемы

1-Требования к конструкции водоблоков в различных сценариях

l Высокопроизводительные вычисления:

Высокопроизводительные вычислительные устройства (такие как высокопроизводительные ЦП, ГП и т. д.) генерируют много тепла во время работы, поэтому водоблок должен иметь эффективные возможности рассеивания тепла. Чтобы соответствовать требованиям рассеивания тепла с высокой плотностью теплового потока, водоблок обычно принимает конструкцию микроканалов высокой плотности для увеличения площади теплообмена и повышения эффективности рассеивания тепла. Кроме того, некоторые конструкции интегрируют водоблок непосредственно в ЦП, исключая этап нанесения силиконовой смазки, что не только упрощает процесс сборки, но и дополнительно улучшает производительность рассеивания тепла. С точки зрения надежности водоблок должен иметь отличные характеристики уплотнения, чтобы предотвратить утечку и обеспечить долгосрочную стабильную работу.

l Охлаждение видеокарты:

Видеокарты являются зонами с высоким тепловыделением, поэтому водоблок должен иметь конструкцию полного покрытия, чтобы гарантировать, что все тепловыделяющие компоненты на видеокарте могут эффективно охлаждаться. В то же время охлаждение видеокарты требует высокой скорости потока охлаждающей жидкости, поэтому внутренняя структура водоблока должна поддерживать высокую скорость потока для быстрого отвода тепла.

l Центр обработки данных:

В центрах обработки данных структурная конструкция водоблока должна отвечать многочисленным требованиям, таким как эффективное рассеивание тепла, низкий уровень шума, высокая надежность, адаптируемость к высокой плотности мощности, интеллектуальное управление и адаптируемость к окружающей среде, чтобы обеспечить стабильную работу и эффективное рассеивание тепла в центрах обработки данных.

2- Тенденция развития конструкции водоблока

Тенденция развития конструкции водоблока отражает двойное стремление к технологическим инновациям и улучшению производительности, что в основном отражается в следующих аспектах:

l Улучшенные характеристики рассеивания тепла:

Увеличение площади контакта: некоторые конструкции водоблоков улучшают характеристики рассеивания тепла за счет увеличения площади контакта с нагревательным элементом. Например, конструкция с большой площадью медного основания может обеспечить хороший контакт и теплопроводность.

Оптимизация внутренней структуры: оптимизация внутреннего водяного канала. Одна из идей заключается в оптимизации потока жидкости, например, путем замены обычных ребер на рулевые ребра, представляя длинный полосовой канал потока, способствуя разделению пограничного слоя потока, уменьшая толщину пограничного слоя и повышая эффективность теплообмена; другая идея заключается в увеличении площади теплоемкости, например, путем замены традиционных грубых водяных каналов на конструкцию с микроканалами, что значительно увеличивает площадь контакта между охлаждающей жидкостью и базовой пластиной и повышает эффективность рассеивания тепла. В некоторых конструкциях охлаждающая жидкость распыляется на микроканальную базовую пластину через направляющую пластину для увеличения локальной скорости потока и турбулентности, что значительно повышает эффективность поглощения тепла.

l Интегрированная и интеллектуальная конструкция:

Интегрированная конструкция: Интегрированная конструкция объединяет водяной насос, ребра радиатора, основание теплопроводности и другие компоненты вместе, чтобы уменьшить количество точек соединения и улучшить стабильность системы и эффективность рассеивания тепла.

Многофункциональная интеграция: Помимо характеристик рассеивания тепла, современные водоблоки также имеют функции отображения и мониторинга температуры.

Модульная конструкция: Модульная структура пряжки повышает удобство и свободу организации.

Рисунок 1: Основание водоблока с различной толщиной ребер

l Высокоэффективные материалы и отделка:

Использование высокоэффективных материалов, таких как чистая медная основа, в сочетании с технологиями обработки поверхности, такими как никелирование, улучшает теплопроводность и коррозионную стойкость.

3-Технологии обработки и проблемы

l Свойства материала влияют на обработку:

Вопросы твердости и прочности материалов: Радиаторы из разных материалов, таких как медь, алюминий и их сплавы, имеют разную твердость и прочность, а также разные требования к инструментам и процессам обработки. Материалы с более высокой твердостью будут изнашиваться быстрее и потребуют более частой смены инструмента; материалы с более высокой прочностью склонны к деформации и образованию заусенцев во время резки.

Обработка медно-алюминиевых композитных материалов сложна: лопаточно-зубчатые радиаторы из медно-алюминиевого композитного материала сначала должны быть изготовлены из композитных материалов с использованием технологии непрерывного литья и прессования в полурасплавленном состоянии, а затем выполняется лопаточно-зубчатая обработка. Процесс более сложный и требует более высокой точности оборудования и процессов.

l Высокие требования к точности размеров

Трудно обеспечить постоянство высоты и толщины зубьев: для некоторых радиаторов с высокой плотностью зубьев высота и толщина каждого зуба должны быть очень последовательными, чтобы обеспечить производительность и однородность радиатора. Если разница в высоте зубьев и толщине зубьев слишком велика, это приведет к неравномерной передаче тепла и повлияет на эффект рассеивания тепла. Во время обработки требуется высокоточное оборудование и автоматизированные системы управления, чтобы гарантировать постоянство характеристик каждого зуба.

Трудно контролировать расстояние между зубьями: когда зубья на радиаторе расположены слишком плотно, их плотность и расстояние между ними усложняют процесс обработки, и обрабатывающее оборудование должно иметь более высокую скорость и точность для поддержания однородности зубьев. Например, когда расстояние между зубьями слишком мало, инструмент подвержен помехам во время резки, что влияет на точность обработки и качество поверхности.

l Строгие требования к качеству поверхности

Проблема заусенцев: заусенцы легко образуются во время обработки, что не только влияет на эстетику радиатора, но также может препятствовать потоку воздуха и снижать эффект рассеивания тепла. Образование заусенцев может быть вызвано низкой точностью резки материала, износом инструментов для обработки и т. д., и для их решения необходимо применять соответствующие процессы удаления заусенцев.

Шероховатость поверхности: шероховатость поверхности радиатора влияет на его эффективность рассеивания тепла и последующие эффекты обработки поверхности. Чрезмерная шероховатость поверхности увеличит сопротивление потоку воздуха и снизит эффективность рассеивания тепла. Для снижения шероховатости требуется дополнительная обработка поверхности, что увеличивает затраты и время обработки.

l Высокие требования к технологическому оборудованию и процессам

Точность и стабильность оборудования: для зубчатой лопаты требуется высокоточная зубчатая лопата, а точность оборудования напрямую влияет на размерную точность и качество поверхности зубьев. В то же время оборудование должно иметь хорошую устойчивость, чтобы обеспечить размерную последовательность при длительной обработке.

Выбор и износ инструмента: подходящие инструменты имеют решающее значение для качества обработки. Материал, геометрические параметры и т. д. инструмента необходимо выбирать в соответствии со свойствами материала. В процессе обработки износ инструмента приведет к увеличению силы резания, снижению размерной точности и повышению шероховатости поверхности, и инструмент необходимо вовремя отрегулировать или заменить.

Скорость подачи и глубина резания: необоснованные настройки скорости подачи и глубины резания могут легко привести к дефектам обработки. Если скорость подачи слишком высокая, а глубина резания слишком большая, инструмент будет перегружен, что приведет к застреванию инструмента, отскоку инструмента, падению инструмента и т. д., что повлияет на точность обработки и качество поверхности.

Рисунок 2: Процесс нарезания зубьев

l Высокие требования к настройке

Различные сценарии применения имеют разные требования к размеру, форме, высоте зуба, толщине зуба, расстоянию между зубами и другим параметрам радиатора, которые необходимо настраивать в соответствии с конкретными потребностями. Это требует от производителя обработки гибких возможностей настройки процесса и богатого опыта для удовлетворения различных потребностей настройки.

Мы будем регулярно обновлять технологии и информацию о тепловых проектах и оптимизации, и делиться этой информацией с вами для справки. Благодарим вас за интерес к компании Walmate.