Китай теплорассеивающий корпус

Когда слышишь про теплорассеивающий корпус, первое, что приходит в голову — алюминиевая болванка с рёбрами. Но на деле тут столько нюансов, что даже наши клиенты из энергетики не всегда понимают, почему простая на вид деталь может стоить дорого. Вот, к примеру, в АО 'Тайчжоу Цзинъи Электромеханика' мы как-раз делаем упор на то, что корпус — это не просто оболочка, а функциональный элемент. И если ошибиться с выбором сплава или толщиной стенки — вся система охлаждения летит к чёрту.

Почему алюминий — но не любой алюминий

Многие заказчики требуют 'алюминий по ГОСТу' и на этом успокаиваются. А ведь даже в рамках одного стандарта сплавы ведут себя по-разному при литье под давлением. Мы в цеху видим это постоянно: тот же АК12 иногда даёт микротрещины на рёбрах теплоотвода, если не выдержать температуру пресс-формы. Пришлось на практике подбирать — где-то добавляем медь, где-то кремний снижаем. Не идеально с точки зрения учебника, зато деталь не лопается при термоциклировании.

Кстати, про пресс-формы. У нас на сайте https://www.tzjyjk.ru честно написано, что делаем оснастку сами — это не для красоты слова 'прецизионные'. Как-раз для теплорассеивающих корпусов важно, чтобы канал для литья был рассчитан под быстрый поток расплава. Иначе в углах рёбер появляются раковины, которые убивают теплопроводность. Проверяли на ультразвуке — разница до 15% в эффективности против корпусов с дефектами литья.

Особенно сложно с корпусами для новых энергетических автомобилей — там и габариты компактные, и тепловой режим жёсткий. Одна немецкая компания присылала ТЗ, где требовала равномерность нагрева не более 2°C на поверхности. Пришлось переделывать конструкцию рёбер трижды, пока не подобрали такой профиль, где воздух не застаивается. Сейчас этот корпус идёт в серию на машинах 800Т.

Оборудование — не для галочки в каталоге

Когда пишут про '300 единиц оборудования', кажется, что это просто цифра для рекламы. Но в цеху каждая машина заточена под конкретные задачи. Например, наши ЧПУ Haas — для чистовой обработки посадочных плоскостей под чипы. Потому что если там будет шероховатость выше Ra 1.6 — контакт с процессором нарушится, и всё теплорассеивание насмарку. При этом для обычных корпусов двигателей хватает и попроще станков.

Запомнился случай с партией корпусов для серверов — заказчик жаловался на перегрев. Оказалось, проблема не в нашем литье, а в том, что они ставили термопрокладки толщиной 2 мм вместо расчётных 0.8. Но мы же не можем в документации писать 'не дурите' — пришлось добавить в конструкцию бобышки-ограничители. Теперь физически не поставишь толстую прокладку. Такие мелочи и отличают штамповку от инженерного подхода.

Система контроля качества — отдельная тема. Недостаточно проверить размеры — мы гоняем корпуса на термостенде. Нагреваем до 120°C, потом резко охлаждаем до -40. Если после 50 циклов нет деформаций — партия проходит. Бывало, отсеивали до 30% заготовок, хотя по геометрии они были идеальны. Клиенты сначала ворчат, что дорого, а потом благодарят, когда их продукция годами работает без отказов.

Где чаще всего ошибаются при проектировании

Самая распространённая ошибка — пытаться сделать рёбра теплоотвода как можно выше и чаще. Но тогда при литье образуются холодные спаи, и теплопроводность падает. Мы обычно рисуем заказчикам схему — видите, вот здесь материал 'не сходится', получается слабое место. Лучше сделать рёбра пониже, но с оптимальным шагом — так и прочность выше, и воздух обдувает равномернее.

Ещё забывают про разницу в коэффициентах теплового расширения. Как-то делали корпус под силовые IGBT-модули — там медная основа и алюминиевый радиатор. После пайки в печи повело всю конструкцию. Пришлось разрабатывать компенсационные пазы и подбирать температурный режим пайки с точностью до 5°C. Сейчас для таких случаев держим отдельные пресс-формы с поправкой на усадку.

Мало кто учитывает направление кристаллизации сплава. Мы на стенде смотрели — если литник расположен неудачно, то в готовом корпусе возникает анизотропия теплопроводности. То есть вдоль рёбер тепло уходит хорошо, а поперёк — на 20% хуже. Для большинства применений это некритично, но для высокочастотной электроники уже существенно. Теперь в техзадании всегда уточняем — нужно ли учитывать направление кристаллизации.

Про экологию и экономику — без прикрас

На сайте пишем про системы экологической защиты — это не просто фильтры на вытяжках. У нас вся стружка от обработки идёт на переплавку, даже пыль от шлифовки улавливаем циклоном. Но честно — с облоем от литья под давлением проблемы. Особенно с тонкостенными корпусами — до 15% материала уходит в облой. Пытались уменьшить, но тогда не заполняются тонкие рёбра. Так что идёт на переплавку с потерей качества — только для неответственных деталей.

Экономика производства — отдельная головная боль. Сейчас многие пытаются делать корпуса из вторичного алюминия — дешевле ведь. Но для теплорассеивающих элементов это неприемлемо — примеси резко снижают теплопроводность. Объясняем клиентам: разница в цене 20% может обернуться двукратным снижением срока службы устройства. Особенно важно для корпусов электродвигателей — там перегрев приводит к межвитковому замыканию.

Индивидуальное изготовление — это не только про нестандартные размеры. Как-то делали корпус с интегрированными медными тепловыми трубками — пришлось разрабатывать гибридную технологию литья. Сначала отливаем заготовку с каналами, потом запрессовываем трубки под давлением. Получилось дорого, но эффективность теплоотвода выросла втрое. Теперь для особых случаев предлагаем такую опцию.

Что в итоге получает заказчик

Когда мы сдаём готовый теплорассеивающий корпус, это не просто деталь по чертежу. Это по сути готовый модуль теплоотвода, который мы проверили в реальных условиях. Наша документация включает не только геометрические параметры, но и тепловые характеристики — как поведёт себя при разных скоростях обдува, какой запас по перегреву.

Часто помогаем клиентам дорабатывать конструкцию — бесплатно, потому что нам важна репутация. Недавно перенесли крепёжные отверстия в корпусе для сервопривода — всего на 2 мм, но это позволило избежать вибраций. Мелочь, а сэкономила заказчику на доработке станины.

Главное — не гнаться за дешевизной. Видим на рынке корпуса за полцены — но там или сплав непонятный, или геометрия упрощённая. Наш принцип: лучше объяснить, почему дороже, чем потом разбираться с отказами. Ведь в конечном счёте стоимость корпуса — это капля в море по сравнению с ценой устройства, которое он защищает от перегрева.