Technologie současného a budoucího chlazení

Výroba chladiče

Asi nejpopulárnější způsob výroby chladičů je extruze. Jedná se o proces protlačovaní zahřátého materiálu (nejčastěji hliníku) skrz formu. Postup je asi následující: nejprve se kovový ingot zahřeje na 430 – 500°C, poté putuje do nakládače, kde se přidá lubrikant pro zmenšení třecího odporu. Píst začne vyvíjet tlak na ingot, který se poté, co se zdeformuje a plně vyplní prostor nádoby, začne protlačovat skrz formu, kde na protlačovaný materiál čeká proudící tekutý dusík, který jednak chladí a prodlužuje život formě a také vytváří inertní atmosféru, zabraňující oxidům ovlivňovat proces.


Jakmile se materiál protlačí skrz formu, zjistí se jeho přesná teplota, důležitá pro nastavení maximální rychlosti protlačování, jež se liší podle použité slitiny. Výsledný materiál je posléze zchlazen vzduchem, upraven a nařezán na potřebné kousky.


Tento způsob se také ovšem nehodí na všechny typy chladičů a dnes se dá použít jen pro ty nejjednodušší tvary, jako například klasické žebrovaté AMD Box pro Athlony XP. Dalším způsobem je zpracování zastudena. U tohoto typu výroby se nepracuje s teplotami, nýbrž s velmi vysokým tlakem, takže části chladiče jsou do sebe doslova vtlačeny. Tento způsob se zvláště hodí pro zpracování chladičů z mědi, neboť měď se kvůli své „mazlavosti“obrábí hůře než hliník.


Již jsem se zmínil o obrábění masivů frézami. Tento způsob dovoluje výrobci asi největší svobodu v designu pasivu, ale na druhou stranu je finančně a materiálně náročný.
Jistým kompromisem mezi studenou výrobou a obráběním je výroba chladičů spojením kovových plátů. Tento způsob používají hlavně výrobci jako Thermalright nebo Zalman a hlavní výhody spočívají v podobě menší hmotnosti a relativně i výrobní nenáročnosti. Výrobce ale musí zajistit kvalitní distribuci tepla po celém těle chladiče a to v sobě nese další nároky na výrobní proces.

Hlavní výhodou je výsledná malá tloušťka žeber a tedy snížený odpor vzduchu a tedy možnost použití vysoké koncentrace žeber. Nic se ale nemá přehánět, protože čím hustěji jsou žebra na chladiči umístěna, tím silnější ventilátor je potřeba, jinak by hrozil vznik hluchých míst, ke kterým by se vzduch skoro nedostal. Na obrázku Zalmanu VF700 AlCu také lze vidět, že celý chladič je sestaven pouze ze sešroubovaných žeber. Způsob výroby pak dovolil výrobci vytvořit i takovéto levnější verze s měděným jádrem a hliníkovými okrajovými žebry.


Jistou podskupinou tohoto typu je výroba chladičů, jejichž žebra jsou tvořena z jednoho kusu plechu a ten je poté spojen s hlavním masivem chladiče. Anglicky se nazývá Folded Fin Heatsinks - kus plechu je zohýbán podle potřeby a připojen na základnu chladiče.
Nesmím zapomenout na hit dneška – heatpipe technologii. Na ni se ovšem podíváme jen letmo, protože o tomto tématu už toho bylo napsáno více než dost. Měděné trubičky naplněné de-ionizovanou vodou mají podle výrobců 100 až 1000x lepší tepelnou vodivost, než kdybychom použili prostou měděnou tyč. Tohoto výkonu se dosahuje pomocí vypařování vody na místě zahřívání, odkud v podobě páry putuje rychlostí blížící se rychlosti zvuku na druhý konec, kde heatpipe předá svou tepelnou energii dále, čímž se pára kondenzuje a skrz síťovou, nebo houbovou strukturu se vrací zpět, aby si zopakovala koloběh.
Heatpipe technologie výrobcům umožnila přesunout teplo tam, kde se ho lze lépe zbavit, čehož je důkazem už nějaký ten rok stará počítačová skříň od Zalmanu, sloužící jako jeden velký pasivní chladič, na nějž jsou připojeny heatpipes odvádějící teplo z CPU, GPU a dalších komponent. Dnes se ale hlavně používají jako pomocný kanál rozvodu tepla do vzdálenějších částí chladiče a nebo také jako hlavní způsob, jak dostat teplo od jeho zdroje pryč na samostatný chladič. Uplatnění se ale najde i jinde, jako například u chlazení pevných disků.