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加工豆知識

ヒートシンクに表面処理は必要か?

ヒートシンクのお引き合いを戴く中で、性能に関するご相談もございます。

一例を上げれば

「ヒートシンクにアルマイト処理をすると性能は上がりますか?」

というご質問です。

 

アルマイト被膜の熱伝導率は、アルミニウムの1/3と言われておりますが、遠赤外線等の放射性が高いと言う特性を持っております。

この点にフォーカスしてみれば、処理をする事で性能が向上するとも言えるかもしれません。

もう一つは、アルマイト処理をする事により酸化皮膜を形成する多孔質層とアルミ母材の間には無数の窪みが発生します。

これが表面積増となって、性能に影響する事も考えられます。

使用環境によっては、経年劣化により表面に腐食が発生し狙った性能を維持できなくなる可能性もあります。

20年ほど前のヒートシンクメーカーは、ブラックアルマイト処理をすると性能が上がりますと喧伝していました。

しかし今は「表面処理をしてもしなくても大きな差はありません」と言う表現をしているメーカーもあります。

 

一概に性能に影響するだけの根拠はありませんが個人的な見解を言わせて戴きますと、比較的小型のヒートシンクなら加工コストにフォーカスして表面処理をお薦めしています。

 

アルマイト材は表面硬度が高くなる分、切断時のバリが発生しにくくなります。

これにより、バリ取り作業を無くせます。

 

加工での傷がつきにくくなり、工程間ハンドリングでも気の使い方が変わります。

加工スピードが上がるコストメリットは大きいです。


タップ加工抜け側のバリも出にくくなります。

 

梱包でも、無駄な緩衝材がなくとも輸送時の振動で発生する電蝕も防止できますし、保管時の腐食を心配する必要もありません。

梱包資材費のコストダウンと、梱包時間短縮、開梱作業の簡素化と廃棄物の低減。

 

こういう事の積み重ねが、加工費を引き下げる要因となり、製品トータルコストの引き下げにつながります。

 

と言う事で、性能は微妙にアップするかもしれませんが、それ以上にコストダウンという面で検討の余地があると確信しております。

 

以上の様に、MSPではお客様のニーズによって長年蓄積してきた経験を基にし、様々な提案をさせて戴いております。

 

ヒートシンクに限らず、加工品でお困りの際には遠慮なくお問い合わせ下さい。

 

私共の経験を踏まえ、適切な加工法を提案させて戴きます。

 

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)
営業担当 : 坪谷・伊藤
HP http://mspjpn.com/
mail sales@mspjpn.com
電話 045-633-1056

熱伝導率と熱伝導度は違うのか?

ヒートシンク関連のお仕事をしておりますと、どうしても熱伝導のことについて調べる
機会が増えてきます。

その中で、文献によって「熱伝導率」と「熱伝導度」と言う違った表現をされている
のをたまに見かけて、最初の頃は何が違うんだ?と戸惑っていました。

そんな疑問をお持ちの方も沢山いらっしゃるのではないかと推察して、調べた
事をこちらにメモ代わりとしてアップしておきます。

結論を先に言えば、「熱伝導率」と「熱伝導度」は同じってことでした。

=====
熱伝導率とは、熱伝導において、媒質中に温度勾配がある場合に
その勾配に沿って運ばれる熱流束の大きさを規定する物理量である。
熱伝導度ともいう。

材料:熱伝導率/SI単位:W/(m K)
カーボンナノチューブ(C)/3000 – 5500
ダイヤモンド(C)/1000 – 2000
銀(Ag)/420
銅(Cu)/398
金(Au)/320
アルミニウム(Al)/236
シリコン(Si)/168
炭素(C)/100~250
真鍮/106
ニッケル/90.9
鉄(Fe)/84
白金(Pt)/70
ステンレス鋼/16.7 – 20.9
水晶(SiO2)/8
ガラス/1
水(H2O)/0.6
ポリエチレン/0.41
エポキシ樹脂(/0.21
シリコーン(Qゴム)/ 0.16
木材/0.15 – 0.25
羊毛/0.05
発泡ポリスチレン/ 0.03
空気/0.0241

=====
改めて、アルミがヒートシンクに採用される理由がハッキリと見える数値ですね。

アルミ押し出し形材を始め、アルミヒートシンクなどでお困りの際には、遠慮無くお申し付け下さい。

皆様からのお問い合わせをお待ち申し上げております。

(お問い合わせ先) 
営業担当 : 坪谷・伊藤
HP http://mspjpn.com/ 
mail sales@mspjpn.com
電話 045-633-1056 
FAX 045-633-1051

「押出し形状の相談」はお気軽に!

 

アルミ押出し材 断面検討案

アルミニウム押出し材 断面検討案

 

アルミニウム押し出し形材に関するお問い合わせを多数戴き、誠に有難うございます。

 

「アルミ押し出し材を扱うのが初めてなので、どの様に設計して良いか判らない」
と言った、お問い合わせも多数頂いております。

MSPでは、初めての方でもスムーズに設計作業を進められる様に、サポートさせて戴きます。

MSPは、DWG,DXF形式であれば社内で作図し、お客様のご要望に沿った、公差を織り込んだ形状の提案をさせて戴いております。

 

相談は、お気軽にご連絡戴ければと思っております。

 

 

写真の形状は、以前に頂きました案件をかなりデフォルメした形状ですが、最終的にこの様な形状に仕上げたいと言うご要望でした。

まず、ご提案するにあたって幾つかキーとなる部分に関する質問を必ずさせて戴きます。

 

・使用用途

・生涯ロット数と、発注ロット数(見込みで構いません)

・表面処理の有無(外観注意箇所はないか)

・他部品と嵌合する場所と、嵌合部品の公差

・二次加工がある場合の基準点(加工図があればより理解が深まります)

・重要寸法と希望公差

少なくとも、この点は確認させて頂くようになります。

 

用途が分かれば、材質が最適なのか判断できます。

表面処理があるのか、外観注意箇所の有無がわかれば、仕上げ加工を入れるのか、押出し面のまま使えるのか判断できます。

他部品との嵌合箇所があれば、そこは公差も含め厳しく管理する重要寸法になります。


このような事を踏まえ、アルミ押し出し工程で実現可能な公差を勘案し、必要な場所には仕上げ加工を入れるための肉盛りを行い、逆に無駄な肉厚は重量=コストとなるので、なるべく軽量化の方向でご提案申し上げます。

但し、1m当たりの重量が150gになるような形状ですと、押し出し自体が不可能になるケースが多いので、どうしても押し出し材を利用した方がコスト的に有利だと判断出来る場合には、あえて余計な肉盛りを行って重量を稼ぎ、押し出し可能な形状にしてしまうケースも御座います。

また、アルミ押し出し材の二次加工までお任せ頂く事により、加工者と協議の上で形状を作り上げることが可能となり、不良品の発生を抑制できる法案を盛り込んだり、クランプ場所を上手に設定する事により加工費の抑制に繋げられるなどのメリットを出せるのも、MSPならではの特徴だと自負しております。


最初に頂く図面は、簡単な手書きのものでも構いません。
MSPにとって一番最初に重要なのは、サイズ感が分かることとお望みの形状を認識することです。

必要であれば、設計図を作成することも可能です(作図は、基本的に有料となります)

MSPへお問い合わせ戴く方の多くは「他で断られた」と言う場合が多いのですが、技術商社と言う看板に恥じぬ様なご提案を通じて、お客様のご要望に最大限対応させて戴く事で、アルミ押し出し材の可能性を認識して戴ければと思っております。

アルミ押し出し材の加工でお困りの事があれば、先ずはご連絡下さい。
ベテランの技術営業担当が、メーカーに確認せずとも大枠の回答はさせて戴けますので、開発効率にも寄与すると思います。


皆様からのお問い合わせをお待ち申し上げております。

(お問い合わせ先) 
営業担当 : 坪谷・伊藤
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FAX 045-633-1051

 

 

そもそも「ヒートシンク」とは?

普段扱っている商材の事になると、自分が判っているつもりになり、それとおなじ感覚で皆さんにも説明してしまうことが多く、どうしても説明不足になっている事があり反省することが多いです。

 

そんな事もあり、今回は「アルミヒートシンク」「アルミ放熱器」について、自分も再度勉強するつもりで要点をまとめさせて戴きます。



1,そもそも「ヒートシンク」とは?

ヒートシンクとは、金属の高い熱伝導性を利用して放熱、排熱を行う部品の名称。
CPUクーラーとして用いられることが多く、ヒートシンクを熱源に接触する形で設置すると、熱を奪って放熱する形で熱源を自然冷却することができる。

空気に触れる面積が広ければ広いほど放熱効率が向上するため、単なる一枚板ではなく複数の突起や板が付いたような形になっていることが多い。
ヒートシンクは原理や構造が単純であり、モーターでファンを回転させて風を起こして排熱する空冷ファンのように騒音を発せず、複雑な装置がないため信頼性が高い(故障しない)、小型化が容易、といった利点がある。

放熱を促すためヒートシンクに空冷ファンを組み合わせて設置されることもある。

 

 

2,ヒートシンクの必要性

昨今、あらゆる分野で電子・電機製品を利用した商品が増えています。

その商品には半導体が使われております。

半導体素子は電流が流れると、電流の抵抗により熱が発生します。

半導体素子は、温度が許容値を超えると熱歪みが生じ機能劣化や故障の原因となります。

温度上昇が著しい場合は、半導体素子が破損する事もあります。

この様な事が起こらない様に、半導体に発生する熱を外部に逃がす必要があります。

そのために、ヒートシンク・放熱器が必要となります。

ヒートシンクメーカーのカタログに掲載されている内容では、半導体素子の温度が10℃上昇する度に寿命は半減し、故障率は2倍になると書かれています。

簡単に言うと、電子・電機製品を長期間安定して働かせるためには、半導体素子に発生する熱を効率よく放熱させる事が不可欠です。

 

3,ヒートシンクの材料

ヒートシンクには、熱伝導率が比較的高く、加工性に優れ、比重が低く経済性にも有利なアルミニウム(A6063)が多く利用されています。

その中でもアルミ押出材はより複雑な形状が再現可能な成形性を兼ね備えており、量産性に優れたくし形フィンなどに多く利用されております。

黒アルマイトを施すことにより放熱特性がアップすると言われておりますが、それはアルマイト(陽極酸化)皮膜の形成段階による差が主な要因と弊社では考えており、シルバーアルマイトでも黒アルマイト以上の特性を得られております。

 

4,MSPの守備範囲

 

・アルミニウム押し出し材を利用した櫛型ヒートシンク各種

 

ヒートシンクメーカー各社の標準品への追加工も、少ロットから対応可能

 

・オリジナルアルミ押し出し形状の少ロット対応

 

ご希望の形状をご教示ください。
出来る限りご要望にお応えします。

 

 

・板金加工による放熱板タイプ

 

アルミ板はもちろん、銅板タイプも対応可能です。

 

 

・切削加工による放熱ケースの作成

 

ヒートシンク一体型の各種放熱ケースを効率よく切削加工します。

 

 

・水冷式ヒートシンク

 

銅パイプを流路とするタイプにも対応しています。  





ヒートシンク、放熱板に関することなら、弊社へ全てお任せください。

この道20年のベテラン営業マンが、お客様の困ったを解決するために対応させて戴きます。 
お困り事があれば、まずはお問い合わせください。 


ヒートシンク営業担当 : 坪谷輝久(つぼや てるひさ)
HP   http://mspjpn.com/
電話   045-633-1056
FAX   045-633-1051
mail   sales@mspjpn.com

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。

プレス剪断荷重の計算

プレス機は、プレス機毎に抜き荷重能力が違い、抜き荷重を計算してプレス機の選定を行います。

抜き荷重(ton)=  抜きの周長(mm)x板厚(mm)x 剪断抵抗(kg/mm2)

 

1000 材質別剪断抵抗値は、以下の数値を適用 材質

剪断抵抗(kg/mm2)

アルミ   7~16

真鍮   22~40

銅   18~30

SUS   52~56

SS400    33~42

SPC、SPH   26~35

 

<計算例> アルミ板 t2.0にφ10の穴を開けるときの抜き荷重は

〈(10x3.14) x  2.0   x 10  〉÷ 1000 = 0.628ton

周長     板厚  抵抗値 となります。

 

予備知識として覚えていても損の無い計算式です。

 

切削条件計算式

営業と言えども、切削加工品を扱うのであれば一般的な切削条件を頭に入れておかないとだめですよね・・・

1、切削速度の計算

 

切削速度(Vc)  =  3.14 x 刃径(D) x 回転数(n) / 1000

 

回転数(n)  =  1000 x 切削速度(Vc) / 刃径(D) x 3.14

 

2、送りの計算式

 

刃当たり送り(fz)  =  テーブル送り(vf) / 回転数(n)x 刃数(Z)

 

テーブル送り(Vf)  =  回転数(n)x刃数(Z)x刃当たり送り(fz)

 

勉強中ですので、進捗に合わせて随時更新して行きます。
プロの方からのアドバイスなどがあれば、コメント戴けると幸いです。 宜しくお願い致します。