Kundenspezifische Flüssigkeitskühlplatte
Von der schnellen Prototypenentwicklung bis zur Serienproduktion verwandeln wir komplexe thermische Herausforderungen in leistungsstarke Kühllösungen.
Eine kundenspezifische Flüssigkeitskühlplatte wird exakt auf Ihre thermischen Anforderungen zugeschnitten und gewährleistet so Spitzenleistung für Systeme mit hoher Leistungsdichte. Durch die Analyse kritischer Faktoren wie Wärmestromdichte, Druckverlust und Flüssigkeitsverträglichkeit entwickeln wir Kühllösungen, die den Wärmeaustausch maximieren und auch unter extremen Lasten stabile Betriebstemperaturen gewährleisten.
Dank unserer umfassenden Fertigungskompetenz bieten wir maßgeschneiderte Lösungen für Flüssigkeitskühlplatten. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden meistern wir komplexe Designherausforderungen – ob es sich nun um aufwendiges Vakuumlöten oder Rührreibschweißen handelt – und liefern ein Produkt, das sich nahtlos in Ihre Hardware integriert. Ob Rechenzentrumsserver, Elektrofahrzeug-Akkus oder Hochleistungselektronik: Wir verfügen über das technische Know-how für zuverlässige und hochpräzise Kühllösungen.
Getzshape – Kundenspezifische Fertigung von Flüssigkeitskühlplatten
Prozesse für flüssigkeitsgekühlte Platten
Fertigungsprozesse bilden die Brücke zwischen Konstruktion und Realität und beeinflussen Leistung, Konsistenz und Kosten maßgeblich. Für die Herstellung von Flüssigkeitskühlplatten eignen sich verschiedene Fertigungsverfahren. Die gängigsten Methoden sind derzeit CNC-Bearbeitung und Hartlöten.
CNC Dienstleister
CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control). Dabei werden hochpräzise Schneidwerkzeuge eingesetzt, um den Kühlkörper aus einem massiven Rohling zu fertigen. Dieses Verfahren wird typischerweise für hochpräzise Prototypen oder extrem komplexe Geometrien verwendet, bei denen andere Bearbeitungsmethoden nicht realisierbar sind.
Löten
Das Substrat und die Deckplatte werden mit einem Füllmetall zwischen einem Legierungsblech oder einer Beschichtung mit niedrigerem Schmelzpunkt als die Grundwerkstoffe übereinandergelegt. Die Anordnung wird anschließend in einem Vakuum- oder Schutzgasofen erhitzt, bis das Füllmetall schmilzt und die Zwischenräume durch Kapillarwirkung füllt, wodurch eine metallurgische Verbindung entsteht. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung hochkomplexer interner Kanäle, bietet eine gute Wärmeleistung und eignet sich ideal für die Großserienfertigung.
Rührreibschweißen (FSW)
Ein schnell rotierender Rührstift wird in die Fuge zwischen den zu verschweißenden Platten eingeführt. Die entstehende Reibungswärme erweicht das Material. Durch die mechanische Einwirkung des Rührstifts wird eine feste Verbindung erzielt. Dieses Verfahren ermöglicht hochfeste Schweißnähte mit minimalen Defekten und Verformungen und vermeidet typische Probleme beim Schmelzschweißen wie Porosität oder Rissbildung. Zusatzwerkstoff ist nicht erforderlich.
3D Druck
Metallpulver werden verwendet, um integrierte Kühlplatten mit komplexen internen Kanälen Schicht für Schicht mittels Verfahren wie dem selektiven Laserschmelzen (SLM) zu drucken. Dieser Ansatz bietet beispiellose Gestaltungsfreiheit und ermöglicht die Herstellung biomimetischer oder unregelmäßiger Strömungskanäle, die mit herkömmlichen Methoden nicht realisierbar sind. Dadurch werden die Grenzen der thermischen Leistungsfähigkeit erweitert.
Materialien für Flüssigkeitskühlplatten
Eine Kühlplatte ist ein Hochleistungs-Wärmebauteil für anspruchsvolle Kühlanforderungen. Sie wird typischerweise aus einer leichten und kostengünstigen Aluminiumlegierung gefertigt und enthält häufig integrierte Kupferrohre, um die überlegene Wärmeleitfähigkeit von Kupfer zu nutzen.
Substratmaterial für flüssigkeitsgekühlte Platten
Die hervorragende Extrudierbarkeit von Aluminium ermöglicht die Herstellung komplexer Rippenprofile mit hohem Aspektverhältnis, die die Oberfläche maximieren und gleichzeitig ein geringes Gewicht gewährleisten. Seine hohe Wärmeleitfähigkeit in Kombination mit exzellenter Korrosionsbeständigkeit sichert die langfristige Zuverlässigkeit auch unter starker Temperaturwechselbeanspruchung. Zu den verfügbaren Hochleistungssorten gehören 6061 und 6063.
- Material: Aluminium 6061, 6063
- Wärmeleitfähigkeit: 150–250 W/m·K
- Dichte: 2.7 g / cm3
Kupferrohrmaterial
Bei Flüssigkeitskühlplatten werden Kupferrohre der Legierungen C1020 oder C1100 verwendet, da diese eine gute Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit aufweisen, die ein einfaches Biegen ohne Verlust der strukturellen Integrität ermöglicht.
- Materialien: Kupfer C1020, C1100
- Wärmeleitfähigkeit: 380–420 W/m·K
- Dichte: 8.96 g / cm3
Eloxieren
Leitfähiges Eloxieren
Vernickelung
Spezifikationen für Flüssigkeitskühlplatten
Artikel | Eigenschaften |
|---|---|
Abmessungen | Typische Dicke: 15–25 mm Kundenspezifische Größe: Längenbereich 50–1500 mm; Breitenbereich 50–800 mm |
Materialien | Substrat: AL 6061 / AL 6063; Kupferrohr: C1220 |
Thermische Eigenschaften | Wärmewiderstand (R): 0.03–0.06 °C/W (bei einer Durchflussrate von 4 l/min und einer Einlasswassertemperatur von 25 °C) Nennwärmeabgabe: typischerweise 500–2000 W, abhängig von der Konstruktion Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur: < 2°C |
Betriebsdurchflussrate | 2–10 l/min (typisch) |
Empfohlene Kühlmittel | Deionisiertes Wasser oder Ethylenglykol-Wasser-Lösung (≤50%) |
Eine Flüssigkeitskühlplatte ist das zentrale Wärmeaustauschelement eines Flüssigkeitskühlsystems. Sie besteht aus einem Kupfer- oder Aluminiumsubstrat mit internen Mikrokanälen. Durch diese Kanäle zirkuliert ein Kühlmittel wie Wasser oder eine Ethylenglykol-Lösung, um die Wärme von Chips wie CPUs oder GPUs – bis zu 1000 W pro Chip – aufzunehmen und anschließend über eine Kühlmittelverteilungseinheit an die Umgebung abzugeben. Durch den direkten Kontakt mit der Wärmequelle erreicht die Kühlplatte einen Wärmewiderstand von nur 0.02–0.05 °C/W.
Was ist eine Flüssigkeitskühlplatte?
Die flüssigkeitsgekühlte Platte nutzt die hohe spezifische Wärmekapazität der Kühlmittel und die Effizienz der erzwungenen Konvektion, um Wärme von Hochleistungskomponenten schnell abzuführen.
Wie funktioniert eine Flüssigkeitskühlplatte?
- Wärmeleitung: Die Wärme von der Quelle gelangt durch ein Wärmeleitmaterial (TIM) in das Metallsubstrat und erreicht schnell die inneren Kanalwände.
- Erzwungene Konvektion: Angetrieben von einer Pumpe strömt Kühlmittel durch die internen Kanäle. Mikrostrukturen (wie Rippen oder Stiftrippen) vergrößern die Wärmeübertragungsfläche und erzeugen Turbulenzen, wodurch die Grenzschicht aufgebrochen und der Wärmeaustausch beschleunigt wird.
- Wärmeabgabe: Die erwärmte Flüssigkeit tritt in einen externen Radiator oder eine Kühlaggregateinheit aus, um Wärme an die Umgebung abzugeben, und zirkuliert dann zum Einlass zurück, um kontinuierlich gekühlt zu werden.
Wir sind der Überzeugung, dass es im Bereich des geschäftskritischen Wärmemanagements keinen Platz für „gut genug“ gibt. Um sicherzustellen, dass jede von uns gelieferte Kühlplatte den höchsten Branchenstandards entspricht, haben wir ein Qualitätssystem aufgebaut, das die strengen Anforderungen von IATF 16949 und ISO 9001 erfüllt.