کاربرد هیت سینک آلومینیومی

هیت سینک یک پروفیل آلومینیومی است که بارزترین ویژگی آن انتقال گرما و خاصیت خنک کنندگی می‌باشد. از هیت سینک آلومینیومی برای تمام مصارفی که در آن خنک کنندگی مسئله‌ای مهمی است استفاده می‌شود.

می‌توان اینگونه عنوان کرد که هیت سینک در کنار هر منبع حرارتی که قرار بگیرد به شرط اتصال مناسب با آن منبع، میتواند حرارت تولید شده را از منبع گرفته، جذب بدنه خود کند و این حرارت را به تدریج از خود تخلیه کند. در ادامه به توضیحات بیشتری در مورد هیت سینک خواهیم پرداخت.

هیت سینک چیست و کارکرد آن چگونه است؟

هیت سینک (Heat Sink) برای خنک سازی قطعات و تجهیزاتی که در حین کار داغ می‌شوند استفاده می‌گردد. در بسیاری از انواع دستگاه‌های الکترونیکی و مکانیکی از هیت سینکها برای دفع گرمای تولید شده توسط آنها استفاده می‌کنند.

با این اوصاف دقیقاً هیت سینک چطور عمل می‌کند؟ توضیح ساده و خلاصه این است که این قطعات به تدریج گرمای تولیدی حاصل از کارکرد دستگاههای مختلف را از آنها دور کرده و دفع می‌کنند. به عبارت بهتر، استفاده از هیت سینک در هر قطعه‌ای باعث بهبود عملکرد و افزایش طول عمر مفید آن شده و این امکان را فراهم می کند تا تجهیزات و قطعات عملکردی بهتر، کارآمدتر، ماندگاری و دوام بیشتری داشته باشند.

به بیان دقیق‌تر، طبق تعریف، می‌توانیم به هر قطعه یا دستگاهی که گرما را به خود جذب کرده یا آنرا دفع می‌کند هیت سینک بگوییم مخصوصاً زمانی که گرمای تولید شده ناخواسته بوده یا برای عملکرد قطعه مدنظر مضر است.

از طرفی در شرایط خاص، گرمای تولید شده ناشی از دستگاههای الکتریکی یا مکانیکی می‌تواند به نقص عملکرد کلی سیستم، آتش سوزی، انفجار و آسیب‌دیدگی منجر شود.

در واقع، اصطلاح هیت سینک به هر نوع سیستم خنک کننده الکترونیکی گفته می‌شود که گاهی اوقات به آن دفع کننده گرما یا حتی خنک کننده هم می‌گویند. این نوع خنک کننده‌ها یک نوع رادیاتور هستند چون گرمایی که جمع می‌کنند را به محیط اطراف و به دور از منبع تولید کننده آن منتقل می‌کنند.

هیت سینکها برای جذب و پخش کردن گرمای زیادی که توسط انواع مختلف وسایل الکترونیکی و مکانیکی تولید می‌شوند استفاده می‌گردند. در واقع، هر نوع سیستمی که به خاطر عملکرد طبیعی خود گرما تولید می‌کند، از وسایلی مثل هیت سینک برای دفع گرما کمک می‌گیرد تا اجزای مهم و حیاتی آن خنک بمانند. به عنوان مثال فرایندهایی مثل فرایند مکانیکی، سوختی، الکترونیکی، سایشی، شیمیایی، خورشیدی یا هسته‌ای گرما تولید می‌کنند.

موارد کاربرد هیت سینک

ما در همین مقاله در رابطه با اهمیت کاربرد هیت سینکها برای خنک سازی قطعات بسیار مهم کامپیوتر مثل CPU و GPU صحبت کردیم. سایر کاربردهای روزمره هیت سینک ها عبارتند از:

• مادربوردها
• هیت سینکهای حالت جامد و رله
• هیت سینکهای مورد استفاده برای ترانزیستور قدرت یا پاور ترانزیستور
• هیت سینکهای PCB
• هیت سینکهای داخلی و خارجی لپ‌تاپها
• هیت سینک برای آمپلی فایرها

کاربرد هیت سینک

هیت سینک در تمام مصارف مورد استفاده قرار میگیرد ساده ترین مثال استفاده هیت سینک در فن های CPU کامپیوتر برای پایین آوردن دمای آن است. مثال بعدی را میتوان به استفاده در برد های الکترونیکی اشاره نمود. مانند برد ماشین لباسشویی یا برد ساید و ….

دلیل استفاده از هیت سینک خاصیت خنک کنندگی آن است میتوان گفت یکی از ویژگیهای مهم برای هیت سینگ همین دفع حرارت و خاصیت خنک کنندگی آن است. از همین رو مبدل حرارت Heat exchangers میتواند معادل مناسبی برای هیت سینک باشد.

قطعاتی نظیر انواع مختلف ترانزیستورها، تریستور ها، دیود ها IGBT ها و POWER MOS FET ها و همینطور POWER LED ها وجود دارند که در اثر فعالیت تولید حرارت میکنند.  حال اگر حرارت تولید شده در این قطعات را بطور مناسب و مستمر دفع نکنیم باعث کم شدن عمر مفید این قطعات می شویم.

روشهای ساخت هیت سینک

 

روش دایکاست

در روش دایکاست با ساخت یک قالب در ابعاد دقیق و طبق نقشه مورد نیاز جهت هیت سینک، مثل روشای ریخته گری عمل می‌کنند. فلز آلومینیوم را تا حد ذوب حرارت داده و بعد با فشار داخل قالب میریزند. این فرایند تحت فشار پمپها یا پرسهای هیدرولیکی انجام میپذیرد.

در سطح وسیع بهترین روش، اکسترود Extrude است. در این روش میتوان پروفیل را در طول ۳ تا ۹ متر یا حتی بلندتر تولید کرد و در مراحل بعد با استفاده از دستگاه‌های مختلف پروفیل را به اندازه دلخواه برش داد.

روش اکسترود

شکل دادن فلزاتی از قبیل آلومینیوم فرآیند مشخصی است که به وسیله نیروی هیدرولیکی بیلت با فشار وارد قالب می‌گردد و به عنوان محصولات اکسترودی در شکلهای متفاوت از قالب خارج می‌گردد.
پرسهای اکستروژن در اندازه‌های معینی ساخته می‌شوند و اندازه آنها ارتباط مستقیم با اندازه بیلتی دارد که باید اکسترود شود. در این روش بیلت ابتدا وارد کوره می‌شود و به دمای تقریبی ۴۵۰ درجه سانتیگراد (بین ۴۲۶ تا ۴۹۶ درجه سانتیگراد) می‌رسد.