केस अध्ययन: कैसे एक विशेष रूप से निकाला गया एल्युमीनियम हीटसिंक आवरण औद्योगिक एज एआई कंप्यूटर्स के लिए थर्मल थ्रॉटलिंग की समस्या का समाधान करने में सहायक सिद्ध हुआ

लक्ष्य दर्शक: औद्योगिक IoT इंजीनियर, हार्डवेयर डिज़ाइनर, एम्बेडेड सिस्टम डेवलपर्स, स्वचालन, रोबोटिक्स और दूरसंचार में खरीद प्रबंधक।

अभियोजक सारांश

ग्राहक

• : उच्च-प्रदर्शन वाले औद्योगिक एज एआई कंप्यूटिंग गेटवे के एक प्रमुख यूरोपीय विकासकर्ता।

चुनौती

• : फैक्टरी फ्लोर पर उच्च-भार वाली प्रोसेसिंग के दौरान गंभीर CPU थर्मल थ्रॉटलिंग (92°C से अधिक)। पर्यावरण में अत्यधिक चालक धातु के धूल और सूक्ष्म कणों के कारण सक्रिय फैन-कूलिंग संभव नहीं थी।

समाधान

• : एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया, फैनरहित हाइब्रिड एन्क्लोज़र जिसमें 6063-T5 एक्सट्रूडेड एल्युमीनियम हीटसिंक साइड/शीर्ष दीवारें और 5052-H32 प्रिसिज़न-स्टैम्प्ड शीट मेटल फ्रंट/बैक पैनल शामिल हैं, जिनमें कस्टम सीएनसी-मिल्ड आंतरिक थर्मल ब्लॉक्स की विशेषता है।

परिणाम

: पूर्ण प्रोसेसिंग लोड के तहत CPU के तापमान में 28°C की कमी आई, जिससे स्थिर फैनलेस ऑपरेशन संभव हुआ, IP50 धूल-रोधी रेटिंग प्राप्त की गई और 24 महीनों के डिप्लॉयमेंट के दौरान कोई थर्मल शटडाउन नहीं हुआ।

1. चुनौती: उच्च-धूल वाले कारखाना वातावरण में फैनलेस ऑपरेशन

आधुनिक विनिर्माण संयंत्रों में, वास्तविक समय में गुणवत्ता निरीक्षण और मशीन विज़न के लिए किनारे (एज) पर कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) का तैनाती करना आवश्यक है। हालाँकि, औद्योगिक वातावरण अत्यंत दुर्भावनापूर्ण होते हैं।

हमारे ग्राहक का एज एआई कंप्यूटर उच्च-प्रदर्शन वाले प्रोसेसर का उपयोग करता था, जो पूर्ण भार के तहत उल्लेखनीय ऊष्मा उत्पन्न करता था। उनका तैयार-में-उपलब्ध स्टील एन्क्लोज़र, जिसमें अंतर्निर्मित शीतलन पंखे लगे थे, चेसिस के अंदर भारी मात्रा में धूल के जमाव की समस्या से ग्रस्त था। कुछ महीनों के भीतर, चालक धातु के छीलन और सूक्ष्म कणादार धूल ने पंखों को अवरुद्ध कर दिया और पीसीबी पर जमा हो गई, जिससे शॉर्ट सर्किट, सीपीयू का तापीय थ्रॉटलिंग और बार-बार सिस्टम क्रैश होने लगे।

[मानक पंखा-शीतलित एन्क्लोज़र] ──(कारखाने की धूल एवं धातु के छीलन)── [अव्यवस्थित पंखे, तापीय थ्रॉटलिंग (92°C) एवं सिस्टम क्रैश]

जीवित रहने के लिए, उपकरण को आवश्यकता थी एक 100% फैनलेस, सील्ड एन्क्लोज़र जो अपनी बाहरी दीवारों के माध्यम से ऊष्मा का निष्क्रिय रूप से प्रसारण कर सके, जबकि आंतरिक पीसीबी को चालक धूल से सुरक्षित रखे।

2. समाधान का इंजीनियरिंग: निष्क्रिय शीतलन वाला एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न चेसिस

एक विशेषज्ञ OEM कारखाने के रूप में, हमारी इंजीनियरिंग टीम ने एक एकीकृत, संकर शीतलन चेसिस का शून्य से डिज़ाइन किया, जिसमें सम्मिलित थे परिशुद्ध एल्युमिनियम एक्सट्रूज़न और शीट मेटल सीएनसी निर्माण .

हमारा डिज़ाइन: एक्सट्रूडेड 6063-T5 एल्युमीनियम फ़िन्स + आंतरिक CNC थर्मल ब्लॉक + लेज़र-कट 5052 फ्रंट पैनल (फैनलेस धूलरोधी)

उच्च-थर्मल एक्सट्रूज़न

हमने मुख्य शरीर को मिश्र धातु 6063-T5 एल्युमीनियम से एक्सट्रूड किया है, जिसे इसकी उच्च थर्मल चालकता (201 W/(m.K)) और यांत्रिक दृढ़ता के कारण चुना गया है। बाहरी सतह पर अनुकूलित-गणना की गई, गहरी कूलिंग फ़िन्स (हीटसिंक) हैं जो ऊष्मा अपवहन को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। इलाके में।

आंतरिक CNC थर्मल ब्लॉक

बहु-अक्षीय CNC मिलिंग का उपयोग करते हुए, हमने अनुकूलित आंतरिक एल्युमीनियम पेडेस्टल्स को मशीन किया है जो उच्च-प्रदर्शन थर्मल पैड्स के माध्यम से ग्राहक के स्वदेशी PCB के प्रोसेसर और MOSFETs के साथ पूर्ण संपर्क में हैं। इससे चिप्स से बाहरी एक्सट्रूज़न फ़िन्स तक सीधा, कम-प्रतिरोध थर्मल पथ बन गया है।

परिशुद्धता शीट मेटल पैनल अनुकूलन

फ्रंट और रियर पैनल्स को ग्रेड 5052 एल्युमीनियम से स्टैम्प किया गया था। स्वचालित फाइबर लेज़र-कटिंग और CNC मिलिंग का उपयोग करते हुए, हमने परिशुद्ध, बर्र-मुक्त I/O पोर्ट कटआउट्स (DB9, RJ45, USB-C, HDMI) प्राप्त किए, जो PCB पोर्ट्स के अनुसार पूर्णतः अनुकूलित थे।

प्रीमियम एनोडाइज्ड सतह का फ़िनिश

अंतिम आवरण को रेत-फ़ूँकी हुई काले रंग में एनोडाइज़ किया गया था। एनोडाइज़ेशन केवल सतह की कठोरता और खरोंच प्रतिरोध को ही सुधारता है, बल्कि एल्यूमीनियम की सतह की थर्मल उत्सर्जन क्षमता को भी बढ़ाता है, जिससे ऊष्मा विकिरण दक्षता 15% तक बढ़ जाती है।

कठोर थर्मल एवं संरचनात्मक मान्यता

बड़े पैमाने पर उत्पादन से पहले, प्रोटोटाइप आवरणों को सिम्युलेटेड फैक्ट्री लोड की स्थितियों के अधीन थर्मल चैम्बर परीक्षण के लिए रखा गया था: