銅管アルミニウムストリングフィン対流放熱器の性能優位性

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普通のヒートシンク製造工程

Source: Solar Time: 2025-03-24 Back

切削：切削加工の具体的な種類は非常に多く、無潤滑切削から潤滑切削、高速切削からレーザー切断、さらには旋盤、ドリル加工からフライス、研削加工まで、放熱フィンの成形過程において、特殊で精細な形状を得るためには切削加工が必要となります。具体的な用途としては、主に板材（吸熱ベース、フィンなど）の成形、放熱フィンの溝加工、底面の修整、特殊な彫刻などがあります。

長所：異なる方式や工具により、さまざまな用途に対応可能です。

短所：設備、特に工具の摩耗が早く、多くの場合に人工作業または自動制御が必要となり、コストが高いです。
アルミ押出し：アルミ押出し技術とは簡単に言えば、アルミインゴットを約 520～540℃に高温加熱し、高圧下でアルミ溶湯を溝のある押出し金型に通過させて放熱フィンの素形材を作り、その後素形材を切断し、、溝入れなどの処理を施すことで、一般的に見られる放熱フィンが完成する技術です。
アルミ押出し技術は実現が比較的に簡単で、設備コストも相対的に低いため、数年前のローエンド市場で広く応用されていました。一般的に使用されるアルミ押出し材料は Al 6063 で、良好な熱伝導率（約 160～180W/m?K）と加工性を備えています。ただし、素材自体の制約から、放熱フィンの厚さと長さの比は 1:18 を超えることができず、限られたスペース内で放熱面積を向上させるのが難しいため、アルミ押出し放熱フィンの放熱効果は比較的低いです。

長所：投資額が少なく、技術的ハードルが低く、開発期間が短く、生産立ち上げが容易です。金型費用や生産コストが低く、生産量が大きいです。適用範囲が広く、単体の放熱フィンだけでなく、結合型放熱フィンのフィン部分も製造可能です。

短所：フィンの形状が比較的に単純で、大きな厚さと長さの比（20 を超えるもの）を実現することができません。
精密切削（スカイビング）：独特な金属成形加工法であり、銅製放熱フィンの一体成形技術として大規模に応用される可能性が最も高い工法です。加工方法は、金属形材から必要に応じて、精密に制御された特殊なかんな盤を使用して指定の厚さの薄片を切り出し、それを上方に折り曲げて直立させることで、放熱フィンとするものです。

長所：精密切削工法の最大の長所は、吸熱ベースとフィンが一体成形されるため、接続面積（接続比率）が大きく、界面抵抗が存在せず、フィンが比較的厚いことから放熱表面積をより効果的に利用できるます。さらに、精密切削技術により単位体積あたりの放熱面積を大幅に増加（50% 以上）させることが可能です。また、精密切削によって形成された放熱フィンの表面には粗い粒子が生まれ、これにより放熱フィンと空気の接触面積が拡大し、放熱効率が向上します。最大のメリットは、ヒートシンクが全体を切削して成形されるため、放熱フィンと放熱ベースが一体となり、界面熱抵抗の問題が生じないことであり、その結果、熱伝導効率が非常に高いです。

短所：原材料などの影響を受けやすく、良品率が低いこと。一定の応力を確保するため、切削過程でフィンを非常に薄く?長く切ることができず、すなわち厚さと長さの比が不足すること。より大きな表面積を確保する一方で、フィン同士の間隔が狭く、通風空間が小さいため風抵抗が大きいこと。さらに、アルミ押出しなど大規模生産に適した成形工法に比べ、精密切削の設備や人件費が高いことです。

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