意匠性の必要な表面処理

2016年4月14日 11:13 AM ｜ カテゴリー：ASSY加工, アルミ押出し材, オリジナル商品, ショットブラスト, ダイカスト, バフ仕上げ, 切削加工, 協力メーカー　技術紹介, 外観仕上げ部品, 表面処理

放熱効果の基礎知識

 

アルミヒートシンクを多く扱わせて頂いている中で、ヒートシンクに求められる放熱効果の基本的な知識が足りないと実感したので、少し勉強してみました。

良く判らないので、何度か読みなおして勉強して行きたいと思います。

 

 

 

 

まずは「熱量」「比熱容量」「熱容量」と言う3つの言葉があります。

Wikipediaで調べてみました。

熱量（ねつりょう）とは？

物体間を伝わる熱や、燃料や食品の持つ熱を、比較したり数値で測ったりできるもの（＝量）として捉えたもの。

単位はジュール（栄養学関係ではカロリー）が使われる。

比熱容量（ひねつようりょう）とは？

圧力または体積一定の条件で、単位質量の物質を単位温度上げるのに必要な熱量のこと。
単位は J kg⁻¹ K⁻¹ もしくは J g⁻¹ K⁻¹ が用いられる。

水の比熱容量（18℃）は、1 cal g⁻¹ K⁻¹ = 4.184×10³ J kg⁻¹ K⁻¹ である。

熱容量（ねつようりょう）とは？

系に対して熱の出入りがあったとき、系の温度がどの程度変化するかを表す状態量である。

単位はジュール毎ケルビン（J/K）が用いられる。

 

う～ん、言葉だけでは分かり難いですね。


いろいろと調べる中で、いい表現をしているページが有りましたので、そちらから引用させて戴きます。
（一部補足して内容を変更しました）

挿絵などもあるので、そちらでご覧になられた方が判りやすいでしょうね。

＝＝＝一部引用開始＝＝＝

熱とは何か？ （http://zukai-kikenbutu.com/buturikagaku/1-netu.html）

熱の基本的な概念である熱量、比熱、熱容量について学びます。

まず、熱とは何かについて説明しましょう。

熱とは、物質間のエネルギーの流れのことを意味します。必ず高温の物質から低温の物質に移動するという性質があります。

熱量とは？

熱量とは、物体間でのエネルギーの流れ、すなわち熱の量を数値化したものです。

記号はQ” 単位はJ（ジュール）を用います。

ジュールとは？

ここで熱量に使われているJ（ジュール）という単位について、定義を確認しておきましょう。

J（ジュール）とは、物体に力を加え移動させる仕事に必要なエネルギーの量を表す単位です。

1Jは、物体を1Nの力で1m移動させる仕事に必要なエネルギーの量と定義されています。

よって、1J = 1N·m（ニュートンメートル）となります。

 

熱量は、物質間を移動するエネルギーの量を表してますので、エネルギーの単位であるJを使用します。

余談ですが、1Jは、地球上で約102gの物体（リンゴ程の重さ）を1m持ち上げる仕事に必要なエネルギーと同じになります。
リンゴで例えているのは、アイザック・ニュートンが木からリンゴが落ちるのを見て万有引力を発見したというエピソードにちなんでいるためです。

ジュールとカロリー

以前は、水1gを1℃上昇させるのに必要な熱量として1cal（カロリー）が使用されていました。

1calは、4.186Jです。

4.186という数値は、後述する水の比熱と同じ数値になります。

 

比熱容量

比熱（ひねつ）とは、物質1g の温度を1℃（K）上昇させるのに必要な熱量のことです。比熱容量（ひねつようりょう）ともいいます。

記号はc” （小文字のc）、単位はJ/(g·℃)またはJ/(g·K)（ジュール毎グラム毎ケルビン）を用います。

比熱c” [J/g·K]は、質量m[g]の物体に熱量Q[J]を与えた時に生じる温度差　△T[K]を使って式で表すと、次のようになります。

C　=　Q　/　m　x　△T

Q　=　m　 x　c　x　△T

比熱は、物質1gの温度変化のしにくさ（温まりにくさ冷めにくさ）を表しているともいえます。

比熱の大きな物質ほど温度差を生じさせるのに大きな熱量が必要になるため、温まりにくく冷めにくいです。逆に、比熱の小さな物質は小さな熱量で温度差を生じることができるため、温まりやすく冷めやすいです。

水の比熱

水は、液体の中で最も比熱が大きいことが知られており、その値は4.186 J/(g·℃)（またはJ/(g·K)）となります。

つまり、水1gを1℃上昇させるのに4.186J必要ということです。

昔は、これを1calと言っていました。

 

水の比熱の大きさというのは、日常生活でも実感することができます。

例えば、夏の海岸では同じ量の太陽の光が降り注いでいるのにも関わらず、砂浜は歩くのが困難な程、熱くなります。

それに比べて、海水の温度上昇はわずかです。

これは、水の比熱が砂の比熱よりも大きい（水の方が砂より温まりにくい）ことが原因で起こる現象です。

水の温まりにくい性質は、消火剤として非常に優れています。

その他の用途としては、水まくら、熱交換器の熱媒体、原子炉の冷却などが挙げられます。

また、冷めにくい性質は湯たんぽなどとして活用されています。

 

熱容量

熱容量とは、任意の量の物質の温度を1℃上昇させるのに必要な熱量のことです。

記号はC（heat CapacityのC、大文字）、単位はJ/℃またはJ/K（ジュール毎ケルビン）を用います。

熱容量C[J/K]は、物質の質量m[g]と比熱c[J/g·K]を用いて次のように表すことができます。

C　＝　ｍ　ｘ　ｃ

比熱と熱容量の違い

比熱と熱容量の違いは、対象としている物質の量の違いになります。

比熱が物質1gを対象としているのに対して、熱容量では任意の量（ある量）を対象としています。

記号はまぎらわしいですが、比熱はc（スモールシー）、熱容量はC（ラージシー）で表されます。

 

 

う～ん。。。

なんか、分からないですね～

 

アルミのヒートシンクを採用する時に必要な知識として、熱移動の3原則と言うのがあります。

熱伝導

対流

熱放射

ポイントは、熱が何によって運ばれるか（熱の運び屋は何か）になります。

結論を先に言ってしまうと

熱伝導は物質が

対流は流体が

熱放射は電磁波が

熱を運びます。

なお、熱は高温側から低温側へ伝わっていきます。

両者の温度が等しくなると、熱移動（伝熱）しなくなります。

これを熱平衡（ねつへいこう）といいます。

 

熱伝導（伝導）とは、熱が物質よって運ばれる現象のことです。

原子・分子の格子振動の伝播や自由電子の移動によって、熱が運ばれていきます。

熱の伝わりやすさは物質によって異なり、熱伝導率（ねつでんどうりつ）という数値によって区別されます。

数値が大きいほど、熱は伝わりやすくなります。

また、熱伝導度（ねつでんどうど）といわれることもあります。

熱伝導率の差を利用した例としては、調理用の鍋が挙げられます。

容器部分には熱を伝えやすい金属が、取っ手部分には熱を伝えにくい木が使用されています。

金属は、熱伝導率が大きく、熱の良導体として知られています。

ちなみに、「伝導率が高い物質」を良導体（りょうどうたい）、「伝導率が低い物質」を不良導体（ふりょうどうたい）といいます。

銀は、最も熱伝導率が大きい金属として知られています。

アルミニウムは、アイスのスプーンとして用いられています。

熱伝導率の高さを活かして、凍ったアイスに体温を伝え、溶かしながら、すくい出せる様にしています。

また、アルミ缶は熱が速く伝わるため、冷やして飲むジュースなどを入れるのに向いています。

スチール缶は、アルミ缶とは異なり熱伝導率が小さいので、保温が必要な温かいコーヒーなどを入れるのに向いています。

熱伝導率は物質の状態によっても異なり、気体＜液体＜固体の順に大きくなります。

 

物質の状態による熱伝導率の違いは、日常生活の中でも実感できます。

例えば、液体である「水」と気体である「空気」を比べてみましょう。

90℃の水（お湯）に触れたらヤケドしてしまいますよね。

しかし、90℃のサウナ（空気）の中に入ってもヤケドすることはありません。

これは、体に接触する分子の数が液体である水（お湯）の方が、気体である空気より多いことによって生じる現象です。

 

固体であっても粉末の場合は、すき間が生じるため見かけの熱伝導率が小さくなります。

その結果、火災の危険性が増します。（粉じん爆発の危険もあります。）

例えば、塊状であれば問題ない金属も粉末になると燃焼しやすくなるため、消防法上の危険物として指定されているものがあります。

鉄粉やアルミニウム粉、亜鉛粉がその例です。

熱伝導率が高い物質は、可燃物であっても火災の危険性が低くなります。

熱が逃げやすく熱が蓄積しにくいので、物質の温度が上昇しにくくなるためです。

逆に、熱伝導率が低い物質は、熱が逃げにくいため引火点や発火点に達しやすく、火災の危険性が高くなります。

 

対流（たいりゅう）とは、熱が、温度差によって生じた流体（液体や気体）の移動によって、運ばれる現象のことです。

液体や気体は、温度が上昇すると膨張し密度が小さくなり軽くなるため上昇していきます。

そこへ、周囲の低温の密度が大きく重い部分が流れ込むことで循環が生じます。
暖められたビーカーの中で起こる対流お風呂を沸かした時に混ぜないでおくと、始めは上が暖かく下が冷たいままで、次第に均一に暖かくなるという現象も対流によるものです。

また、エアコンは、温風または冷風を作り出し、部屋の中で強制的に対流させることで温度調節を行っています。
余談ですが、宇宙の様な無重力状態では、流体の動きがなくなるため、対流は起こりません。

熱伝導と対流は、どちらも物質が熱の運び屋としてはたらいていますが、熱伝導が物質の移動を伴わないのに対して、対流は物質（流体）の移動を伴うという違いがあります。

 

熱放射（放射）とは、熱が放射線（電磁波）によって運ばれる現象のことです。熱ふく射（ふく射）ともいいます。
太陽の光やストーブ、焚き火などにあたると暖かく感じるのは熱放射によるものです。

放射線によって熱が運ばれるため、物質のない真空中であっても熱は伝わります。

物質を介した熱の移動ではないことに注意しましょう。

 

＝＝＝引用終わり＝＝＝

余計にわからなくなってしまった・・・

 

営業でも、基礎知識を習得し、お客様に良いご提案が出来るように、MSPの営業担当は、日々勉強し続けています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2016年2月25日 10:25 AM ｜ カテゴリー：アルミ押出し材, ダイカスト, ヒートシンク・放熱板, 学びのメモ

アルミ鋳物の切削ヒートシンク

 

 

 

アルミ鋳物からの切削ヒートシンクは、当社へお任せ下さい。

鋳物素材の調達、切削加工、表面処理、ネジ孔強化ナット組み込みまで一貫し、一個からでも対応可能です。
ヒートシンクに求められる放熱性能をクリアする為、高熱伝導率素材（HT-１等）の鋳物も対応しております。量産を前提とした試作の場合は、ADC12からの切削も行っております。




「ネジ孔強化ナット」に関しては、イリサート（R）を推奨しております。
従来一般的に使用されて来た「ヘリサート」に比べ、ピッチ飛び、タング折り時に発生しやすいスプリングの変形などが起こらず、安定的に高強度・高精度な補強が可能で、弊社内においてロックタイトも塗布し確実な挿入作業を行います。

また、表面処理に関しては鋳物の処理を得意とする協力会社と協業し対応しており、指定箇所には丁寧にマスキング処理を行い通電性を確保する事も対応しております。


さまざまなご要求にお応えずべく、各工程ごとにスペシャリストと言える協力会社と連携し、対応させて戴きます。

アルミ押出し材を利用した櫛型ヒートシンク、アルミ板材から削りだす全切削ヒートシンク、量産のアルミダイカストヒートシンク、板金加工による放熱板等々、アルミに限らず無酸素銅を利用した高効率ヒートシンクなど、放熱性能を必要とされる部品を一貫して対応させて戴きます。

「どんなことが出来るのか聞きたい」「こんな事が出来ないか？」「従来品のコストダウン方法は無いか？」という方は、お気軽にお問い合わせ下さい。

お急ぎの方は、迷わずお電話下さい。
四半世紀ヒートシンク一筋、ベテランの技術営業担当が皆様の疑問にお答え致します。

皆様からのお問い合わせをお待ちしております。

（お問い合わせ先）　
放熱関係営業担当　：　坪谷（ツボヤ）　
ＨＰ　http://mspjpn.com/　
mail　sales@mspjpn　　
電話　０４５－６３３－１０５６　
FAX　０４５－６３３－１０５１

2015年11月4日 10:00 AM ｜ カテゴリー：ASSY加工, アルミ押出し材, ダイカスト, ヒートシンク・放熱板, 切削加工, 協力メーカー　技術紹介, 材料について, 社内加工, 表面処理, 難削材について

一年間ありがとうございました

代表の伊藤です。

最終日なので、一年を振り返って見たいと思います。

2014年は、消費税増税や急激な円安と、環境の変化に翻弄された一年でした。

また、創業10年という節目の年でもありました。

そういった背景で、新しいお取引先様と数多くのご縁を戴け、新たな方向性を見い出せたのでは無いかと感じております。

大手のお取引先様からの引き合いが多く、開発品でお声掛け戴ける事が多かったのも印象に残っています。

またデザイナー様からお問合せを戴き、プロジェクトマネージャー的な役割を担わせて戴いた事も大変勉強になったと思っております。

弊社の一押し商材である、アルミ押出し材を中心とした営業活動の中であっても、製品の付帯部品で切削品があったり樹脂部品があったり ゴム部品やネジも弊社にお引き合い戴け、MSPの調達システムを想像以上にお使い戴けたことにも感謝しております。

周囲からは「何屋だか判らない」と笑われる有り様ですが、それがMSPの強味であると自負しております。

アルミ押出し材の派生で、今年はアルミヒートシンクの受注にも注力して来ました。

社員の努力の甲斐あって、アルミヒートシンク・放熱板でも新しいお取り引き先が増えました。

アルミヒートシンクにつきましても、より充実させた体制を構築し、皆様のご要望にお応え出来るように致します。

 

この様な結果が出せましたのも、皆様のご理解とご協力があっての事と心から感謝申し上げます。

来たる2015年はまた新たな一歩を踏み出すべく「道」と言う幹事をキーワードに据え、業務に邁進して参りたいと思います。

一年間、本当にありがとうございました。

皆様にとって、残り少ない2014年が益々充実される事と、来たる2015年がより一層輝かしい一年となります様にご祈念申し上げます。

良いお年をお迎えください。

 

2014年12月26日 4:10 PM ｜ カテゴリー：アルミ押出し材, ゴム製品, ダイカスト, ヒートシンク・放熱板, 代表のメッセージ, 切削加工, 表面処理

アルミの熱伝導率

最近多いお問い合わせの中に、ヒートシンクを始め放熱性能を必要と
する部品があります。

一概にアルミといってもさまざまな材質があって、それぞれで
熱伝導率が異なります。

という事で、材質ごとの熱伝導率をまとめて見ます。

（単位：W／m/k）

◯＝アルミ板からの切削

◆＝アルミ押出し材

▲＝アルミダイキャスト材

◎＝参考値

 

◯　A５０５２　　１３８

◯　A６０６１　　１５５～１８４

◆　A１０５０　　２２５

◆　A６０６３　　２０９

▲　ADC１２　　　９２

▲　DMS１　　　２１０

▲　DMS３　　　１５０

▲　DMS５　　　１５０

▲　HT－１　　　１７５

◎　金　　　　　 ３１０　＊参考

◎　銀 　　　　　４２０　＊参考

◎　銅  　　　　　４０１　＊参考

◎　真鍮　　　　１１０　＊参考

◎　鉄　　　　　　５０　＊参考

 

以上の様に、実用的な材料で行くと銅を利用する事が熱伝導率の
面で考えれば良いのですが、軽量化や材料費や加工費に起因する
コストの問題がある為に、一般的には放熱版と言えばアルミを利用
するケースが多いです。

しかし、アルミの中でも大量生産となるとADC１２のダイキャストを
選ばれることも多いのですが、MSPでは放熱性能が必要との指示が
ある場合、適切な材質をご提案し小型軽量化のお手伝いもさせて
戴いております。

また、ダイキャストという部分で言えば、イニシャルコストの削減も
大切なコストダウンと理解しておりますので、ホットチャンバー方式の
ダイキャスト品を提案します。

ホットチャンバー方式は、型の締結圧力が低く、金型寿命が
コールドチャンバー方式よりも３倍程度長い為金型償却の観点で
有利になる点と、寸法精度が出やすい為に、後加工費の削減も
行える利点がります。

形状にもよりますが、年間５０００個程度あればメリットがあると思います。

本日は、ダイキャストの件をメインにご説明させて頂きましたが
アルミ押出し材櫛型ヒートシンクや、大型の切削ヒートシンクについても
放熱板一筋２０年間のベテラン営業マンが対応致します。

放熱関係の部品で、コストダウンでお困りの際には、気軽に問い
合わせ下さい。

電話　０４５－６３３－１０５６

FAX　０４５－６３３－１０５１

mail　sales<@>mspjpn.com

※お手数ですが、メールの際には＠前後の＜＞を消して送信下さい。

2013年7月12日 8:30 AM ｜ カテゴリー：アルミ押出し材, ダイカスト, 加工豆知識, 協力メーカー　技術紹介, 材料について

ホットチャンバー方式ダイカスト

MSPでは、比較的小さなサイズの超量産用部品に、ホットチャンバー方式ダイカストでの生産検討もお薦めしております。

一例を上げると、放熱性能が必要な部品の場合、コールドチャンバー方式ではなく、ホットチャンバー方式は、ADC12に比べ熱伝導率の高い合金を選択することが出来ます。

また、製品精度が高い成形が可能なので、追加工の必要がない設計であれば様々な切り口でのコストダウンが可能です。

もう一つの利点としては、型寿命が長い為に償却費用低下によるランニングコストの削減にも寄与します。

型更新の際には、ロット低減も含め一度ご検討戴ければと思います。

新規での型製作の場合、ADC12,AZ91D,ZDC-2と言う3種類での試作も可能です。（量産の場合は、１型１合金のみとなります）

＜ホットチャンバー方式の特徴＞

ホットチャンバー方式は、溶解炉と鋳造機が一体になっており、溶湯を効率よく金型へ圧入できます。

・小型製品の鋳造に向いている。

・コールドチャンバーと比較して、鋳造サイクルが短い。

・溶湯温度が安定している。

・低圧力の為、金型に負担が少ない。

・大型製品の鋳造には向いていない。

・対応金属、アルミニウム（ADC12)、マグネシウム（AZ91D）、亜鉛（ZDC-2)

 

2013年6月13日 12:32 AM ｜ カテゴリー：ダイカスト, 亜鉛ダイカスト