ラジエーターの分野での新しいアルミニウム加工技術の応用

アルミニウム合金は、ラジエーターの製造で最も広く使用されている金属の1つです。 アルミニウム合金は、密度が低く、熱伝導率が高く、延性が高く、強度が高いという特徴があります。 これは、軽量で高性能な放熱部品を製造するための重要な材料です。 アルミニウム合金ラジエーターの加工技術には、押し出し、スタンピング、ミリング、歯ショベル、ダイカスト、摩擦攪拌溶接、ろう付けなどがあります。

近年、いくつかの新しいアルミニウム加工技術が出現し、寸法精度、製品品質、高性能、および軽量の点で利点が実証されています。

制御可能な雰囲気ろう付けとは、ろう付けプロセスが炉内で行われ、炉内のガスが空気ではなく、無酸素窒素環境で製品温度の均一性を維持するために窒素が追加されることを意味します。 2021年6月、Seco / Warwickと有名な国内ラジエーター会社SuzhouRetech Cooling Technology Co.、Ltd。（& quot; Retech"）は、その電気自動車バッテリーコールドプレートプロジェクト。 同時に、Seco / Warwickは、Retech &＃39;の5G基地局熱交換器の製造にも対応します。

真空ろう付けは母材が溶けにくい接合方法です。 炉は真空状態にあるため、炉内の温度を高精度に制御・調整することができます。 厳密な寸法精度が要求される精密部品の接合に適しています。 昭和電工は、真空ろう付けプロセスを使用して、電気自動車のパワーモジュール（PM）用のアルミニウムラジエーターを製造しています。 電気自動車のPMは、自動車全体の性能を向上させ、電気自動車の航続距離を拡大し、エネルギー効率を向上させるのに役立つ重要なコンポーネントです。 PMは車内の限られたスペースに設置する必要があるため、PMラジエーターはコンパクトな構造、設置方法の自由度、高効率、高放熱性が求められます。 昭和電工が真空ろう付けで製造したPMアルミラジエーターは小型です。 放熱用アルミフィンは絶縁基板に直結しており、冷却水回路の位置を柔軟に設計することで、汎用性と高い放熱効果を実現しています。

TWIはCoreFlow™と呼ばれる破壊的技術を発明しました。これは、ワークピースを溶かすことなく、ワークピースの表面下の材料を処理することができます。 CoreFlow™は、摩擦攪拌接合（FSW）と摩擦攪拌チャネル（FSC）をさらに発展させたもので、単一の処理ステップで冷却回路チャネルを2次元または3次元の一体部品に統合することができます。 これらのチャネルは、熱交換器またはその他の製品に使用できます。 CoreFlow™テクノロジーは、IGBT、LED、CPU / GPUのコールドプレート、またはモーター、バッテリー、電源などの統合液体冷却エンクロージャーなどの熱管理システムの代替の効率的な製造プロセスです。

ラジエーターの形状は、製造プロセスの制限により比較的単純な場合がありますが、金属材料の積層造形（AM）により、製造業者はラジエーターの設計と製造を根本的に変更することができます。 一般に、熱交換器とラジエーターは、線形、長方形、管状、またはシェルの設計です。 したがって、限られたスペースへの設置は困難な場合があります。 AMは、熱交換器を設計して不規則なスペースに設置できます。不規則なスペースは通常、従来のスペースよりも小さくて軽いですが、同じパフォーマンスを発揮します。 AMはまた、複数の部品を1つの部品にすることができるため、必要な溶接の量を減らすか、溶接をまったく必要としないため、クーラントが漏れる可能性が低くなります。 PWRエンジニアは、AMテクノロジーに基づくフィン構造とチューブアレイを備えた熱交換器をベンチマークとして設計し、最小肉厚、表面仕上げ、熱伝達効率をテストし、最終的にEplus3Dレーザービームパウダーベッド（PBF-LB）に融合しました。エフェクトアルミラジエーターはEP-M250Pro機で製造されています。

接着剤噴射3D印刷技術のパイオニアであり、グローバルリーダーであるExOneは、6061アルミニウム合金接着剤噴射3D印刷が顧客のFord MotorCompanyによって承認されたことを発表しました。 ExOne &＃39;の特許取得済みのバインダージェット3D印刷および焼結プロセスは、99％の密度とダイキャストアルミニウムに匹敵する材料特性を備えた、付加的に製造されたアルミニウム合金コンポーネントを迅速かつ再現性よく提供できます。 接着剤ジェットアルミニウム合金の積層造形は実行可能な商業的方法であり、大量生産の速度はレーザーベースの3D印刷よりもはるかに高速であり、アルミニウム合金ラジエーターの積層造形の競争力を向上させます。