Πώς να κατασκευάσετε μπλοκ νερού; - Προσαρμοσμένες λύσεις ψύξης PC

Ο κόσμος των υπολογιστών υψηλών επιδόσεων έχει εξελιχθεί πολύ πέρα από την απλή ψύξη με αέρα.Οι λάτρεις και οι επαγγελματίες χρησιμοποιούν υγρή ψύξη για να διατηρήσουν τη σταθερότητα και τη μακροζωίαΣτο επίκεντρο κάθε κυκλώματος ψύξης υγρών βρίσκεται το μπλοκ νερού, ένας ακριβής μηχανικός εναλλάκτης θερμότητας που έχει σχεδιαστεί για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από ένα πίνακα πυριτίου σε ένα ρευστό μέσο.Η κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων απαιτεί ένα εξελιγμένο μείγμα της επιστήμης των υλικώνΟ οδηγός αυτός διερευνά την περίπλοκη διαδικασία δημιουργίας προσαρμοσμένων μπλοκ νερού, από την αρχική ιδέα μέχρι το τελικό προϊόν.

Η κατανόηση των βασικών στοιχείων της μεταφοράς θερμότητας

Πριν κόψει το πρώτο κομμάτι μετάλλου, ένας σχεδιαστής πρέπει να κατανοήσει πώς λειτουργεί ένα μπλοκ νερού.Ο κύριος στόχος είναι να μεγιστοποιήσει την επιφάνεια σε επαφή με το ψυκτικό ενώ ελαχιστοποιεί τον περιορισμό της ροήςΑυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας "ψυχρής πλάκας", η οποία είναι η βάση του μπλοκ νερού που βρίσκεται απευθείας στην CPU ή GPU.

Τα σύγχρονα μπλοκ νερού χρησιμοποιούν μικροεπιφάνειες μικρών καναλιών, συχνά μικρότερων από 0,2 mm, για να αυξήσουν την επιφάνεια.που επιταχύνει το υγρό και δημιουργεί αναταραχέςΑυτή η αναταραχή είναι απαραίτητη επειδή διασπά το "λαμιναρικό όριο στρώματος", ένα λεπτό φιλμ στατικού υγρού που λειτουργεί ως μονωτής.Διασφαλίζοντας ότι το νερό αναμιγνύεται συνεχώς καθώς χτυπά τα πτερύγια, η θερμότητα μπορεί να αφαιρεθεί πολύ πιο αποτελεσματικά.

Επιλογή υλικού: Χαλκός έναντι Αλουμινίου

Η επιλογή του υλικού είναι ίσως η πιο κρίσιμη απόφαση στη διαδικασία κατασκευής.Το χαλκό έχει θερμική αγωγιμότητα περίπου 401 W/mK, καθιστώντας τον έναν από τους πιο αποτελεσματικούς θερμοδιαγωγούς που διατίθενται σε εύλογη τιμή.

Ενώ το αλουμίνιο είναι ελαφρύτερο και φθηνότερο, σπάνια χρησιμοποιείται σε υψηλής ποιότητας προσαρμοσμένους βρόχους λόγω της χαμηλότερης θερμικής αγωγιμότητας (περίπου 205 W/mK) και, το πιο σημαντικό, του κινδύνου γαλβανικής διάβρωσης.Όταν ο χαλκός και το αλουμίνιο είναι παρόντες στον ίδιο υγρό βρόχο, μια ηλεκτροχημική αντίδραση συμβαίνει που τελικά καταβροχθίζει το μέταλλο, οδηγώντας σε διαρροές και αποτυχία των εξαρτημάτων.Οι περισσότεροι κατασκευαστές κολλούν από χαλκό για την ψυχρή πλάκα και είτε από χαλκό, ακετάλ (POM) ή ακρυλικό (PMMA) για το άνω περίβλημα.

Η φάση σχεδιασμού και κατασκευής πρωτοτύπων

Η κατασκευή ξεκινά στο ψηφιακό πεδίο. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν λογισμικό Υπολογιστικού Υποβοηθούμενου Σχεδιασμού (CAD) για να μοντελοποιήσουν το μπλοκ.Υπολογιστικές προσομοιώσεις δυναμικής υγρών (CFD) εκτελούνται για να προβλέψουν πώς το νερό θα κινηθεί μέσα από τα κανάλιαΟι προσομοιώσεις αυτές βοηθούν στην αναγνώριση "νεκρών ζωνών" όπου το νερό μπορεί να στασιμεύσει και να υπερθερμανθεί, επιτρέποντας στον σχεδιαστή να βελτιώσει την πυκνότητα πτερύγων και την πορεία ροής πριν από την αρχική φυσική παραγωγή.

Μόλις ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, συχνά δημιουργείται ένα πρωτότυπο.Δεδομένου ότι κάθε μητρική placa και GPU PCB έχει μια μοναδική διάταξη, η "προσαρμοσμένη" κατασκευή συχνά περιλαμβάνει την προσαρμογή του στήριγματος τοποθέτησης και της πλάκας βάσης για να ξεπεραστούν αυτά τα φυσικά εμπόδια.

Επεξεργασία CNC ακριβείας

Η πραγματική κατασκευή της ψυχρής πλάκας χαλκού γίνεται σχεδόν αποκλειστικά με τη χρήση CNC (υπολογιστής αριθμητικού ελέγχου) αλεύρι.

1. Αντιμετωπίζοντας και τετραγωνίζοντας:Μια ακατέργαστη πλάκα χαλκού τοποθετείται στο κρεβάτι CNC και τοποθετείται για να εξασφαλιστεί μια τέλεια επίπεδη επιφάνεια.

2. Κόψιμο καναλιού:Το σπιντέλ υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιεί εξειδικευμένα τερματικά μύλα - μερικά μικρά μόλις 0,1 mm - για να χαράξει τα μικροκανάλια στον χαλκό.Η θερμότητα που παράγεται μπορεί να προκαλέσει τον χαλκό να "φουσκώσει" το κομμάτι, απαιτείται συνεχή λίπανση και ψύξη.

3. Το O-Ring Groove:Ένα ακριβές κανάλι κόβεται γύρω από την περίμετρο του μπλοκ.

4. Τελειώνοντας τη βάση:Η πλευρά της ψυχρής πλάκας που αγγίζει την CPU πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο επίπεδη.διασφάλιση της μέγιστης επαφής με τον ενσωματωμένο θερμοδιαχέτη του επεξεργαστή (IHS).

Δημιουργία των καλύτερων κατοικιών

Ενώ το κάτω μέρος του μπλοκ αφορά την απόδοση, το πάνω μέρος συχνά αφορά την αισθητική και τη διαδρομή.

• Ακρυλικό (PMMA):Η συσκευή είναι διαφανής, επιτρέποντας στους χρήστες να βλέπουν το ψυκτικό υγρό και οποιοδήποτε ενσωματωμένο φωτισμό RGB.

• Ακετάλη (POM):Είναι αδιαφανές (συνήθως μαύρο ή λευκό) και ευνοείται από χρήστες που προτιμούν μια "αόρατη" εμφάνιση ή θέλουν μέγιστη αντοχή.

• Άλλα από τα παρακάτω:Ορισμένα μπλοκ υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν μεταλλική κορυφή, η οποία προσθέτει σημαντικό βάρος και premium αίσθηση, αν και είναι πιο ακριβό να το μηχανώσουν.

Η κορυφή είναι κατασκευασμένη με οπτικές θύρες G1 / 4 ", οι οποίες είναι το βιομηχανικό πρότυπο για τα εξαρτήματα ψύξης υγρών.

Επεξεργασία επιφάνειας: ηλεκτροπληγήση

Για να αποφευχθεί η οξείδωση του χαλκού (που με την πάροδο του χρόνου το μετατρέπει σε βαρετό καφέ ή πράσινο χρώμα), οι περισσότεροι κατασκευαστές εφαρμόζουν μια επεξεργασία επιφάνειας.

Οι πλάκες χαλκού βυθίζονται σε ένα χημικό μπάνιο όπου ένα λεπτό στρώμα νικελίου αποθηκεύεται στην επιφάνεια με ηλεκτρικό ρεύμα.Αυτό όχι μόνο προστατεύει το χαλκό από τη διάβρωση και τη χρωστική αλλά παρέχει επίσης μια κομψήΟρισμένοι κατασκευαστές μπουτίκ προσφέρουν επίσης χρυσοπλαστική ή ροδίου για ακραίες κατασκευές πολυτέλειας.

Σύνθεση και έλεγχος ποιότητας

Το O-ring τοποθετείται στο αυλάκι του, η πλάκα αερίου (συνήθως ένα λεπτό κομμάτι από ανοξείδωτο χάλυβα) τοποθετείται πάνω από τα πτερύγια,και η κορυφή του σπιτιού είναι βίδες στη βάση.

Ο έλεγχος ποιότητας είναι το πιο αγχωτικό μέρος της διαδικασίας.Το μπλοκ σφραγίζεται και γεμίζει με αέρα ή νερό σε πίεση σημαντικά υψηλότερη από αυτή που θα βιώσει σε ένα βρόχο PCΕάν το μπλοκ μπορεί να διατηρήσει αυτή την πίεση για ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα χωρίς πτώση, θεωρείται "απορρόφητο".

Τέλος, τα τεμάχια καθαρίζονται από οποιεσδήποτε ουσίες ή αποτυπώματα, σφραγίζονται υπό κενό για να αποφευχθεί η οξείδωση κατά τη μεταφορά και συσκευάζονται με υλικό τοποθέτησης και θερμική πάστα.

Το μέλλον της κατασκευής υδατικών τεμαχίων

Καθώς κοιτάζουμε προς τα εμπρός, η διαδικασία κατασκευής αρχίζει να ενσωματώνει την 3D εκτύπωση μετάλλων (Direct Metal Laser Sintering).Η 3D εκτύπωση επιτρέπει εσωτερικές γεωμετρίες, όπως καμπυλωτά εσωτερικά κανάλια ή μεταβλητά ύψη πτερυγίων, που είναι αδύνατον να δημιουργηθούν με ένα παραδοσιακό 3-άξιο ή ακόμη και 5-άξιο CNC πλέγμαΑυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε ακόμη πιο αποδοτικές λύσεις ψύξης καθώς οι πυκνότητες των τσιπ συνεχίζουν να αυξάνονται.

Η κατασκευή ενός μπλοκ νερού είναι ένας συνδυασμός βαριών βιομηχανικών διαδικασιών και λεπτής τέχνης.Είναι το κεντρικό κομμάτι της μηχανής τους.Αντιπροσωπεύει το αποκορύφωμα της τεχνολογίας ψύξης και της προσωπικής έκφρασης.Μπορούμε πραγματικά να εκτιμήσουμε την μηχανική που απαιτείται για να κρατήσει τον σύγχρονο ψηφιακό κόσμο μας να λειτουργεί δροσερό..