Açık gözenekli alüminyum döküm, termal yönetim için umut verici özelliklere sahip yeni bir hafif malzeme sınıfıdır. Soğutma Günleri 2024’te Automoteam’den Eugen Pfeifer avantajları ve olası uygulamaları sunacak.
Yeni bir hafif malzeme sınıfı olan açık gözenekli dökme alüminyumdan üretilen ısı alıcıları, kanatlı ve pimli geleneksel katı ısı alıcılarından, geleneksel alüminyum köpüklerden ve jeneratif olarak üretilen ısı alıcılarından önemli ölçüde farklıdır.
Açık gözenekli alüminyum soğuk döküm, çok işlevli ve çok yapısal özelliklere sahip geliştirilmiş hafif bir malzeme sınıfıdır. Katkı maddesi olarak sofra tuzu kullanılarak üretilen malzeme hafif, mekanik ve termal olarak yüksek esnekliğe sahiptir ve tek malzemeli veya çok malzemeli bir sistem olarak çeşitli şekillerde hibridize edilebilir.
Daha Yüksek Isı İletkenliği ve Basınç Dayanımı
Malzeme, geleneksel alüminyum köpüklere göre 8 kata kadar daha yüksek malzeme yoğunluğuna, 8 kata kadar daha yüksek termal iletkenliğe ve 20 kata kadar daha yüksek basınç dayanımına sahiptir. Gözenek boyutu uygulamaya bağlı olarak 5 µm’den birkaç santimetreye kadar ve yoğunluk 0,8 g/cm³ ile 1,3 g/cm³ arasında ayarlanabilir. Malzeme özelliklerini özelleştirmek üzere farklı uygulamalar için çeşitli seçenekler mevcuttur.
Termal yönetim için ilgi çeken iyileştirilmiş özellikler arasında;
-Geliştirilmiş ısı transferi ile çok modlu gözenek morfolojisi,
-Isının sıcak noktalardan taşıyıcı ortama bir iletim-konveksiyon mekanizması aracılığıyla doğrudan aktarılması,
-Daha küçük boyutlar ve ağırlık ile daha iyi ısı iletimi, ısı radyasyonu ve konveksiyon,
-Daha iyi akış akustiği ve soğutma devresinin yön bağımsızlığı,
-Geniş bir uygulama yelpazesi için çok çeşitli olası malzeme ayarları, mimariler ve tasarımlar,
-Isı alıcıları, akış devreleri, devre kartı düzenleri, cihaz tasarımları ve bileşen paketleri için büyük tasarım özgürlüğü,
-Kurulum alanlarında, hibrit sistemlerde ve fonksiyon demetlerinde yüksek entegrasyon kabiliyeti,
-Soğutucunun sıcak noktadan hızlı bir şekilde uzaklaştırılması için isteğe bağlı olarak ayarlanabilir kapiler etki,
-Su sıçramasına ve yoğuşmaya karşı koruma sağlamak için isteğe bağlı olarak ayarlanabilir lotus efekti,
-Entegre fanlar için isteğe bağlı ayarlanabilir titreşim sönümleme ve susturucu işlevi,
-Gazlar ve sıvılar için isteğe bağlı olarak ayarlanabilir filtre fonksiyonu,
-Küçük, orta ve büyük miktarlarda üretim için sürdürülebilir teknoloji olması
bulunmaktadır.
Malzeme Özelliklerinin Etkisi
Soğutmanın verimliliği doğrudan malzeme özelliklerine, ısı transfer yüzeyinin boyutuna, katı gövdenin şekline ve yüzey özelliklerine, akışkan özelliklerine, akış şekline, akış hızına, viskoziteye ve termal iletkenliğe bağlıdır. PORECOOL soğutma sistemleri saf alüminyum veya alüminyum alaşımlarından her geometri ve boyutta üretilmektedir. Geleneksel ısı alıcıları ile karşılaştırıldığında, karşılaştırılabilir bir tasarımla aşağıdakileri sunuyor;
-Konvektif ısı transferi için 10 kata kadar daha büyük yüzey alanı,
-Saf alüminyum Al99.5’in daha yüksek termal iletkenliği
-Gözenekli döküm yüzeyinin daha yüksek etkili emisyonu,
-Daha iyi ısı transfer katsayısı
-Yüzde 70 daha düşük ağırlık.
Automoteam Pfeifer’den Eugen Pfeifer yapılan röportajda;
“Gelişen minyatürleştirme ve elektronik, mekatronik ve bazı durumlarda mekanik sistemlerin güvenilirliği ve hizmet ömrüne yönelik artan talepler, soğutma için her zamankinden daha iyi konseptler gerektirmektedir.
Gözenekli alüminyumdan yapılmış yenilikçi hafif soğutma sistemleri, kanatçıklı, kanatçıklı ve pimli geleneksel katı bileşenlerden, açık hücreli alüminyum köpüklerden ve genel olarak üretilmiş ısı alıcılarından önemli ölçüde farklıdır. Yeni termal, mekanik, akışkan, akustik ve teknolojik özellikleriyle, termal yönetimde yeni teknik, ekonomik ve ekolojik potansiyele sahip alışılmadık çözümler sağlarlar.
Sunumumda öncelikle termal yönetim için yeni hafif malzeme sınıfından bahsetmek istiyorum. Daha sonra seri üretime geçiş de dahil olmak üzere bir fizibilite çalışmasının sonuçlarını tartışacağım: Geleneksel profilli ısı emicinin, yaklaşık yüzde 70 daha küçük ve daha hafif olan gözenekli bir ısı emici ile değiştirilmesi.
Son olarak, ısı akümülatörleri veya termal olarak zorlanan plastik parçalar için ısı alıcıları gibi diğer veya tamamen yeni ürün grupları ve dijital ürün geliştirme potansiyeli hakkında bir bakış açısı sunacağım.
Gözenekli alüminyum, yerleşik ve uygun maliyetli bir seri teknolojisidir. Ortaya çıkan soğutma sistemleri geleneksel soğutma sistemlerine göre daha hafif, daha küçük, daha sessiz, daha çok işlevli ve daha dayanıklıdır. Son olarak, karmaşık sorunlar için yeni çözümler ve ürünlerin termal optimizasyonu için yeni potansiyeller sunuyor.”
açıklamalarında bulundu.
