Los disipadores de calor de metal extruido se encuentran entre los disipadores de calor de menor costo y los más utilizados para la gestión térmica electrónica. Además de ser asequibles, los disipadores de calor de extrusión son livianos, se cortan fácilmente al tamaño y la forma y también tienen una excelente disipación de calor.
Material de los disipadores de calor de extrusión.
La mayoría de los disipadores de calor de extrusión están hechos de aleaciones de aluminio, principalmente de la familia de aleaciones 6000, donde predomina el aluminio, por lo que normalmente nos referimos a los disipadores de calor de extrusión como Disipadores de calor de extrusión de aluminio . Se añaden trazas de otros elementos, incluidos magnesio y silicio. Estas aleaciones son fáciles de extruir y mecanizar, soldables y endurecibles.
Una aleación estándar utilizada para los disipadores de calor extruidos es el metal 6063. Estos se pueden extruir en formas complejas y tienen superficies muy lisas. El aluminio 6061 también se utiliza para extrusión. Su resistencia a la tracción (hasta 240 MPa) es superior a la de las aleaciones 6063 (hasta 186 MPa).
Las superficies de estos metales se pueden anodizar para reemplazar su capa superficial de óxido de aluminio natural. El anodizado proporciona una mayor transferencia de calor, resistencia a la corrosión y una mejor adhesión de la imprimación. Es un proceso electroquímico que mejora la emisividad de la superficie, la resistencia a la corrosión y al desgaste y el aislamiento eléctrico.
Proceso de extrusión de disipadores de calor por extrusión..
Las aleaciones de aluminio son populares como disipadores de calor porque ofrecen ductilidad y formabilidad. Son fáciles de mecanizar y tienen sólo un tercio de densidad que el acero. Esto da como resultado extrusiones más robustas y estables a un costo menor que otros materiales.
El proceso de extrusión de aluminio comienza con el diseño y la fabricación del troquel utilizado para dar forma al perfil del radiador. Después de esta operación, el tocho cilíndrico de aluminio se calienta en una forja a una temperatura alta, generalmente entre 800 y 925 °F (427 y 496 °C). A continuación, se añade lubricante al aluminio para evitar que se pegue a cualquier máquina. Luego se coloca en el cargador y se aplica presión con un émbolo para empujar el aluminio calentado a través del molde.
Durante este proceso, se agrega nitrógeno para evitar la oxidación. La parte extruida pasará a través del troquel hacia el otro lado. Se estirará hasta adoptar la forma de la abertura del troquel. Luego, las extrusiones terminadas se enfrían y, si se desea, se enderezan y endurecen para obtener el producto final.
Los disipadores de calor de extrusión de aluminio se pueden cortar a la longitud deseada, taladrar, mecanizar y someter a un proceso de envejecimiento. Los disipadores de calor de extrusión de aluminio terminados suelen tener una superficie anodizada para mejorar su rendimiento térmico y un acabado cromado para brindar protección contra la corrosión.
Perfiles de radiador extruidos
Los perfiles de radiador extruidos varían desde simples estructuras de aletas planas hasta geometrías complejas para una refrigeración optimizada. Se pueden utilizar para convección natural (pasiva) o forzada (activa) con la adición de un ventilador o soplador. Las extrusiones también pueden incluir geometrías y patrones de ranuras únicos.
Las extrusiones también están disponibles en longitudes a granel, como 8 pies, que se pueden cortar a la medida para satisfacer los requisitos del cliente.
Excelente rendimiento térmico
La aleación de aluminio 6063 tiene una conductividad térmica de 201-218 W/(mK). El aluminio 6061 de mayor resistencia a la tracción tiene un rango de conductividad térmica de 151-202 W/(mK).
Los disipadores de calor extruidos se pueden diseñar con disipadores de calor muy delgados y, por lo tanto, más disipadores de calor que otros disipadores de calor. Se pueden extruir con una relación de aspecto de aproximadamente 8:1, lo que puede optimizar significativamente el rendimiento del radiador. La relación de aspecto de un disipador de calor compara la altura de sus aletas y la distancia entre sus aletas.
En un disipador de calor típico, la relación de aspecto está entre 3:1 y 5:1. Los disipadores de calor con una relación de aspecto alta tienen aletas más altas con menos distancia entre ellas y la relación puede ser de 8:1 a 16:1 o mayor.
Como resultado, los disipadores de calor de alta relación de aspecto proporcionan una mayor densidad de disipadores de calor para un espacio determinado que los disipadores de calor de tamaños más comunes. El beneficio más significativo es su mayor superficie térmica debido a sus disipadores de calor adicionales. Esto equivale a más disipadores de calor en el mismo espacio, más área de disipación de calor y, por tanto, mejor disipación de calor.
Aplicaciones del disipador de calor extruido
Los disipadores de calor extruidos se pueden utilizar en la disipación de calor de dispositivos semiconductores para ayudarlos a funcionar al más alto nivel. Dichos dispositivos semiconductores incluyen (pero no se limitan a) transistores de potencia de RF, amplificadores de potencia de RF, MOSFET, IGBT, módulos de potencia de inversor y módulos de tiristores.
En algunas aplicaciones de circuitos de conversión de energía, diodos grandes, rectificadores, módulos de diodos e incluso resistencias de alta potencia (película gruesa, etc.) también pueden requerir contacto térmico con disipadores de calor extruidos. Para enfriar convertidores de potencia CC-CC y módulos de potencia, los disipadores de calor extruidos están disponibles en tamaños de ladrillo completo, medio ladrillo, un cuarto de ladrillo y un octavo de ladrillo.
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