Kühlplatte mit integriertem Rohr

Die Aluminiumrohr-Flüssigkeitskühlplatte mit eingebetteten Kupferrohren (auch als Rohrkühlplatte, flüssigkeitsgekühlte Rohrkühlplatte, Kühlplatte mit Kupferrohren, Kühlplatte mit eingebetteten Kupferrohren oder Kühlplatte mit eingebetteten Rohren bezeichnet) ist eine Hochleistungs-Wärmemanagementlösung für anspruchsvolle Anwendungen. Durch die Kombination von Aluminiumplatten aus 6061/6063-T6 mit hochreinen Kupferrohren und wärmeleitenden Epoxid- oder Silikonklebstoffen gewährleistet diese Kühlplatte effiziente Wärmeableitung, strukturelle Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit in Elektronik-, Industrie- und Automobilsystemen.

Unsere Rohrkühlplatte sorgt für gleichmäßige Kühlung der Oberflächen und hält die Komponenten auf optimaler Betriebstemperatur. Dank der integrierten Kupferrohre wird eine direkte Wärmeübertragung erreicht, der Wärmewiderstand reduziert und kompakte, hocheffiziente Bauweisen ermöglicht. Die Kombination von Aluminium und Kupfer gewährleistet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, während die mit Klebstoff gefüllte Konstruktion die mechanische Festigkeit erhöht und Leckagen im Langzeitbetrieb verhindert.

Hauptmerkmale:

• Hohe thermische Effizienz bei niedrigem Kontaktwärmewiderstand.

• Hohe strukturelle Integrität dank präziser Rohreinbettung.

• Kompatibilität mit verschiedenen Flüssigkeiten, einschließlich Wasser, Glykol oder dielektrischen Kühlmitteln.

• Anpassbare Strömungskanalgestaltung zur Erfüllung spezifischer Wärmelastanforderungen.

Herstellungsprozess

1. Rohstoffmanagement

• Aluminiumblech (6061/6063-t6): Zertifikate geprüft (ams/astm), mechanische Prüfungen (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Härte), Maßprüfung (Ebenheit ≤0,1 mm, Oberflächenrauheit ra ≤1,6 μm).

• Kupferrohre (tp1/c1100): Durchmesserprüfung (φ6mm, φ8mm, kundenspezifisch), Rundheit ≤0,02mm, Geradheit ≤0,1 mm/m, RoHS/REACH-Konformität.

• Klebstoffe: Zweikomponenten-Wärmeleitfähigkeits-Epoxid- oder Silikonkleber; vorab auf Sedimentation oder Kristallisation geprüft; präzise gemischt (±0,1 g).

2. Ingenieurwesen & Programmierung

• CAD & Simulation: Import des 3D-Kundenmodells → Analyse der thermisch-fluidischen Kopplung (CFD+FEA) → Optimierung des Rohrlayouts.

• Nutgestaltung:

• Tiefe: 42–48 % des Außendurchmessers des Kupferrohrs (φ6mm → 2,5–2,9mm, φ8mm → 3,4–3,8mm).

• Überstand: 0,1–0,3 mm für Metall-auf-Metall-Kontakt.

• Breite: Rohraußendurchmesser + 0,1–0,2 mm.

• Tiefentoleranz: ±0,05 mm.

• DFM-Überblick: Bearbeitbarkeit von Aluminium, Toleranz von Kupferrohren, Simulation des Klebstoffflusses, Vorhersage von thermischen Spannungen.

• Kupferrohrbiegen: minimaler Biegeradius r ≥ 2,5d–3d, Faltenvermeidung, programmiert auf einer 3D-CNC-Biegemaschine.

• Vorrichtungsdesign: Vorrichtungen für Positionierung, Injektion, Aushärtung und Inspektion.

3. Bearbeitungsphase

• Aluminiumplatte: Schneiden (Wasserstrahl/Laser) → CNC-Schrupp- und Präzisionsbearbeitung → Nut- und Rohrlochbearbeitung → Bearbeitung der Rückseite (Rückseitenabdichtung, Gewindeanschlüsse, Montagebohrungen) → Entgraten, Reinigen, Trocknen.

• Kupferrohre: Richten → Schneiden → Endenformung → CNC-Biegen → Ovalität ≤8%, Winkel und Position geprüft → Oberflächenreinigung.

4. Oberflächenbehandlung

• Alkalische Entfettung 50–60°C → Heißwasserspülung → Säureaktivierung (5% HNO₃).

• optional: Sandstrahlen 60–80 Mesh, chemisches Ätzen, Polieren.

• Haftvermittlere Beschichtung ggf. → Trocknung.

5. Vorbereitung und Montage des Klebstoffs

• Klebstoff: Vorkonditionierung auf 23±2°C, Entgasung, präzises Mischen, blasenfrei.

• Montage: Aluminiumplatte in Vorrichtung fixiert → Kupferrohre eingesetzt → Klebstoffinjektion unter niedrigem Druck (5 % Überfüllung) → leichte Vibration (60 Hz, 30 s) → Oberflächenreinigung → Aushärtung.

6. Aushärtung

• Raumtemperatur 23±2°C, Luftfeuchtigkeit 50±10%, Dauer 4–8h, überwacht, um ein Ausfließen oder Eindicken zu vermeiden.

7. Qualitätskontrolle

• Maßgenauigkeit: CMM-Prüfung, kritische Maße ±0,05 mm, Ebenheit ≤0,1 mm, Parallelität ≤0,08 mm.

• Dichtheitsprüfung: Druckabfall 1,5×Betriebsdruck, ≤0,5% Abfall; optional Helium-Massenspektrometrie ≤1×10^-6 mbar·l/s.

• Leistungsmerkmale: Durchflussrate 0,5–5 l/min; Wärmewiderstand rth = Δt/q, ±15%; Wärmelast 200–2000 W.

• Zuverlässigkeit: Salzsprühtest 5% NaCl, 35°C, 48h; Korrosion, Delamination und Leckage prüfen.

8. Endbearbeitung und Verpackung

• Reinigung und Trocknung, Schutzstopfen für Anschlüsse, Lasermarkierung, stoßfester Schaumstoff, feuchtigkeitsbeständige und ESD-Verpackung, Dokumentation (Materialzertifikate, Inspektionsberichte, Prozessaufzeichnungen).

technische Spezifikationen

Vorteile und Funktionen

• Hohe thermische Effizienz: Eingebaute Kupferrohre reduzieren den Wärmewiderstand.

• zuverlässige Abdichtung: Die mit Klebstoff gefüllte Konstruktion gewährleistet einen langfristig leckagefreien Betrieb.

• Präzisionsfertigung: Toleranzen bei Nut und Rohr gewährleisten eine gleichmäßige Montage.

• Anpassbare Strömungswege: Optimiertes Layout für unterschiedliche Wärmelasten und Fluidarten.

• robuste Konstruktion: Aluminium-Kupfer-Integration mit mechanischer Stabilität.

• Breite Kompatibilität: Funktioniert mit Wasser, Glykollösungen oder dielektrischen Kühlmitteln.

Anwendungsgebiete

• Rechenzentren: Serverkühlung und hochdichte Rechensysteme.

• Elektronik: Leistungsmodule, Halbleiterbauelemente, LED-Kühlung.

• Automobil & Elektrofahrzeuge: Thermisches Management von Batterien und Wechselrichtern.

• Industrieausrüstung: Lasersysteme, Leistungselektronik, Werkzeugmaschinen.

• Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung: Kompakte, hochzuverlässige Wärmelösungen.

FAQ

q1: what is the difference between a tubed cold plate and a traditional cold plate?
a1: a tubed cold plate integrates embedded Kupferrohrs for direct liquid cooling, providing higher thermal efficiency and lower Wärmewiderstand compared to plain channels.

q2: can the cold plate handle different coolant types?
a2: yes, it is compatible with water, glycol solutions, or dielectric fluids depending on design and material compatibility.

q3: what Durchflussrates are supported?
a3: typical 0,5–5 l/min, adjustable based on design.

q4: how precise is the Kupferrohr embedding?
a4: Nuttiefe tolerance ±0.05 mm, Rohrvorsprung 0.1–0.3 mm for optimal metal-to-metal contact, ensuring uniform heat transfer.

q5: what is the maximum Wärmelast?
a5: up to 2000 w per unit, depending on cold plate size and design.

q6: are customized sizes available?
a6: yes, aluminum tubed liquid cold plates with embedded Kupferrohrs can be custom-designed according to customer Wärmelast, flow path, and dimensional requirements.