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CPU散热器/CPU风扇选材
作者:admin  来源:本站  发表时间:2015-1-12  点击:997

 

 

                                  CPU散热风扇选材

首先我们来明确一个概念,一般来讲,现在现在的CPU散热器=散热片+散热风扇。 
为什么我们很多人会把散热器叫做散热风扇呢?因为最开始的时候,芯片的发热量并不大,散热器仅仅只是需要一个散热风扇就够了,不需要散热片。那么散热器就是散热风扇。随着后来技术的提升,频率愈来愈高,芯片的发热量也就愈来愈大。于是散热器就必须是散热片+散热风扇了。一个散热器的散热能力,关键在于散热的设计。我们只能在基本相同的设计中,铜的散热比铝好,大的风扇比小的好,转的快的风扇比慢的好。 
今天我们的主题是散热风扇,而风扇的材质就是塑料,那到底是什么塑料呢,我们就来探讨一下吧。 
我们先要明白产品的工作目的是要快速将CPU的热量传导出来并吹到附近的空气中去,已达到降低CPU温度的目的。 
产品使用要求 
那么第一个要求就是快。要快,风扇就必须满足较高转速的要求,而且在长期高速转动下风扇不能出现扇叶摆动现象,也就是要求产品具有较好的动平衡性。 第二点,由于电脑一般使用时间较长,,而随着使用CPU的温度也会随之升高,正常情况下,CPU达到最高温度在80度左右,那么风扇叶必须能满足耐受80度高温的工作条件 
第三,要使CPU正常运转,风扇必须具有较强的耐氧化和耐老化性,如此才能确保计算机的长期使用 
最后,对我们使用者而言,我们也要求产品是对我们身体健康没有影响的。 
对材料的要求 
要满足刚刚说阐述的几个要求,我们就必须从材料入手,要保证产品的正常使用,材料就必须满足以下特点: 
材料材料流动性要好,成型后材质均一,这样才能保证风扇能持续高速转动 耐热,这是刚才强调了的 
软化温度需在80度以上,以保证在cpu温度较高风扇时还能正常转动 
最后我们可以看到风扇内侧是直接与金属圈接触的,因此,材料还必须具有良好的绝缘性 最后一点就是无毒无味,这也是从使用者的健康出发的 

备选材料 
HDPE   
抗冲击性以及耐寒性好;化学稳定性极差,耐油性好;使用温度不高,一般在110℃以下,耐老化性差 PP 
具有优良的耐化学药品性和耐疲劳弯曲性;耐热性好,能在130℃使用;耐冲击性较差,尤其是低温冲击性差 PC 
高低温机械性能良好,耐冲击,耐候性好,流动性较差,在-60~120℃下能长期使用 PVC 
强度、电绝缘性,耐药性佳,耐候性,热变形温度在80。C左右,大多数聚氯乙烯塑料制品的长期使用温度不宜超过55℃ ABS

 

  • 流动性好,化学电镀密着性佳,抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,阻燃性较差 PBT 
    高耐热性、韧性、耐疲劳性,流动性好,电绝缘性佳,可以在140℃下长期工作 
    材料价格 
    综合上述材料备选的有PP和PBT,我们再来看下这些材料的价格
  • 结合材料基本性能以及价格,我们选择了价格相对便宜的PP材料 
    成型工艺  
    根据产品形态特征,我们选择了注射成型方法 
    成型前的准备 
    为了使注射成型顺利进行和保证制品质量,生产前需要进行原料预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等一系列准备工作。 
    注射过程 
    注射过程一般包括:加料——塑化——注射——冷却——脱模。 加料 
    由于注射成型是一个间歇过程,因而需定量(定容)加料,以保证操作稳定,塑料塑化均匀,最终获得高质量的塑件。 
    塑化: 
    成型物料在注射机机筒内经过加热,压实以及混合等作用,由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体之过程。 
    注射:柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始,通过注射油缸和活塞施加高压,将塑化好的塑料熔体经过机筒前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速送入封闭模腔的过程。注射又可细分为流动充模、保压补缩、倒流三个阶段。 
    冷却: 
    当浇注系统的塑料以及冻结后,继续保压已不再需要,因此可退回柱塞或螺杆,卸除料筒内的塑料熔体的压力,并加入新料,同时在模具内通入冷却水、油或空气等冷却介质,对模具进行进一步的冷却,这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料熔体注入型腔起就开始了,它包括从充模、保压到脱模前的这一段时间。 
    脱模: 
    塑件冷却到一定的温度即可开模,在推出机构的作用下将塑件推出模外。 
    制品的后处理 
    1、退火:消除残余应力; 
    2、调湿: 使塑件颜色、性能及尺寸得以稳定。 
    PP注射成型需注意的地方 
     PP为非极性结晶聚合物,吸水率很低,约为0.03%-0.04%。所以在注射时一般不需要干燥,必要时可在80-100℃下干燥3-4h 
     PP的熔点为160-175℃,分解温度为350℃,成型温度范围较宽,约为205-315℃,其最大结晶速度为120-130℃。 
    注塑用的PP的熔融指数为2-9g/10min,熔体流动性较好,在柱塞式或螺杆式注射机中都能顺利成型。根据制件可以观察到应该是属于薄壁型。所以料筒温度可以设置在280-300℃。  PP熔体的流变特异性是粘度对剪切速率的依赖性比温度的依赖性大,因此在注射冲模时,通过一高注射压力或注射速度来增大熔体的流动性比通过提高温度更有利。一般注射压力控制在70-120MPa(柱塞式注射压力偏高,螺杆式注射压力偏低)  
     PP的结晶能力较强,提高模具温度有助于制品结晶度的增加,甚至能够提前脱模。基于此,生产上经常采用模温,约为70-90℃,这不仅有利于结晶,又有利于大分子的松弛,减少分子的定向作用,并可降低内应力产品缺陷 
    扇叶边缘有少许飞边和毛刺,我们分析可能造成影响是使风扇运转时噪声会较大,但应该不会影响正常使用 
     
    分析原因 
    产生飞边可能是由于锁模力以及填充不足,虽然可认为锁模力与填充不足无关,但有时锁模力不足也是造成填充不足的原因。即使使用注射量相同的成型机,有时也会出现锁模力不足的现象,如果出现锁模力不足,在注射压力作用下动模会稍微后退,就将产生飞边毛刺。 另外,若材料流动性过好也容易产生毛刺,原因是由于流动性过好,因此很微细的细缝材料也可钻进去,从而形成毛刺。要消除这种毛刺,可采用降低熔料温度或注射压力,也可降低模具温度或注射温度。

 

脚注信息
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