Studija slučaja: Kako je prilagođeni aluminijumski omotač za toplinski odvodnik riješio toplinski udaranje za industrijske AI računare

Ciljna publika: Inženjeri industrijske IoT tehnologije, dizajneri hardvera, programeri ugrađenih sustava, upravitelji nabavki u automatizaciji, robotici i telekomunikacijama.

Egzecutivni sažetak

Klijent

• : vodeći europski proizvođač visoko-izvodnih industrijskih AI računarskih vrata.

Izazov

• U slučaju da se procesor ne može koristiti u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, potrebno je utvrditi: Aktivno hlađenje ventilatora bilo je nemoguće zbog visoko provodljive metalne prašine i finih čestica u okolišu.

Rješenje

• : hibridni kućište bez ventilatora koje je posebno dizajnirano i u kojem su strane i gornji zidovi iz ekstrudiranog aluminijuma 6063-T5 s precizno obrisanim metalnim pločama 5052-H32, s prilagođenim CNC-om obrtanim unutarnjim toplinskim blokovima.

Rezultati

: CPU temperature smanjene za 28 °C pod punim opterećenjem obrade, omogućujući stabilan rad bez ventilatora, postizanje IP50 otpornosti na prašinu i nula toplinskih isključenja tijekom 24 mjeseca primjene.

1. Izazov: Rad bez ventilatora u tvorničkim uvjetima s visokim udarom prašine

U suvremenim proizvodnim pogonima primjena umjetne inteligencije (AI) na rubu ključna je za provjeru kvalitete u stvarnom vremenu i mašinsko viđenje. Međutim, industrijska okruženja su poznato neprijateljska.

Naš klijent Edge AI računalo koristilo visoko performante procesore koji su generirali značajnu toplinu pod punim opterećenjem. Njihova čelična kućišta s ugrađenim ventilatorima za hlađenje patila su od masovnog nakupljanja prašine unutar šasije. Za nekoliko mjeseci, provodljive metalne šipke i fine čestice prašine začepljene ventilatore i se postavljaju na PCB, uzrokujući kratke spojeve, CPU toplinske udaranje, i česte padove sustava.

[Standardni ventilator-hladno kućište] ──(Fabrika prašina i metalni pregradi) ─ [Umesto ventilatora, toplinski throttling (92 ° C) i sustav pad]

Da bi preživio, uređaj je trebao 100% bez ventilatora, zapečaćenom kućištem koji bi mogli pasivno raspršivati toplinu kroz vanjske zidove, a istovremeno štititi unutarnji PCB od provodne prašine.

2. - Što? Inženjering rješenje: pasivno hlađenje aluminijumske ekstrudirane šasije

Kao specijalizirana OEM tvornica, naš inženjerski tim dizajnirao integriran, hibridna hlađenje šasija od temelja, kombinirajući preciznih aluminijevih ekstruzija i proizvodnja ploča s CNC-om .

Naš dizajn: Ekstruirane 6063-T5 aluminijumske perje + unutarnji CNC toplinski blok + laserskim rezom 5052 prednji panel (bez ventilatora)

S druge strane, u slučaju da se ne primjenjuje, to znači da se ne primjenjuje.

Glavno tijelo smo ekstrudirali iz legure 6063-T5 aluminijuma, odabrane zbog visoke toplinske provodljivosti (201 W/(m.K)) i mehaničke krutosti. Izvanjska površina ima prilagođene, duboko hlađenje peraje (heatsink) za maksimiziranje toplinske dissipacije regiji.

Sredstva za proizvodnju električnih goriva

Koristeći višeosnu CNC frezu, napravili smo prilagođene unutarnje aluminijske podloge koji savršeno stupaju u kontakt s procesorom i MOSFET-ovima vlasničkog PCB-a klijenta putem visokokvalitetnih toplinskih podloga. To je stvorilo direktan, niskotrpan toplinski put od čipova do vanjskih ekstrudnih peraja.

Precizna ploča metalnih ploča prilagođavanje

Prednji i stražnji paneli su obilježeni aluminijem klase 5052. Koristeći automatizirano lasersko rezanje vlakana i CNC frezu, postigli smo precizne, bezbrojne izrezke ulaznih/izlaznih vrata (DB9, RJ45, USB-C, HDMI) savršeno prilagođene PCB portovima.

Svrha:

Posljednji omotač je anodiran u crno. Anodizacija ne samo da poboljšava tvrdoću površine i otpornost na ogrebotine, nego i poboljšava toplinsku emisiju aluminijumske površine, povećavajući učinkovitost toplinskog zračenja za 15%.

Strog termalni i strukturni provjeravanje

Prije masovne proizvodnje, prototypni kućišta su provedena testiranja u toplinske komore pod simuliranim uvjetima za tvorničko opterećenje: