January 21, 2026
高性能コンピューティングの世界は 空気冷却の限界を超えて 進化してきました プロセッサやグラフィックカードが 熱設計の限界を押し広げていくにつれて熱狂者やプロフェッショナルも 安定性と長寿を維持するために 液体冷却に頼ります液体冷却回路の中心は 水ブロックです 精密設計の熱交換機で シリコン模具から熱エネルギーを流れる液体媒間に転送しますこれらの部品の製造には 材料科学の洗練された混合が必要ですこのガイドでは,最初の概念から完成品まで,カスタムな水ブロックの作成の複雑なプロセスを探ります.
設計者は最初の金属片を切る前に 水ブロックの仕組みを理解しなければなりません流量制限を最小限に抑えながら冷却液と接触する表面面積を最大化することですこれは,CPUまたはGPUに直接座っている水ブロックのベースである"冷たいプレート"を通じて達成されます.
現代の水ブロックは,表面面積を増やすために,しばしば0.2mm未満の細いチャネルをマイクロフィンの配列で利用します.液体は通常ジェットプレートを使用してこれらのフィンを押し通します.液体を加速させ 渦巻きを作り出します静的液体の薄い薄膜で 隔熱剤として作用するので水が常に水と混じり合うようにして熱をより効率的に取り除くことができます
材料 の 選択 は,おそらく 製造 過程 で 最も 重要な 決定 です.高級 オーダーメイド ソリューション の ため に は,酸素 のない 高伝導性 (OFHC) の 銅 が 業界 の 標準 です.銅は約401W/mKの熱伝導性を有する適正な価格で利用できる最も効率的な熱伝導体の一つです
アルミニウムは軽く安く,高級カスタムループでは低熱伝導性 (約205W/mK) と,さらに重要なことは,電磁腐食の危険性によりめったに使用されない.銅とアルミニウムが同じ液体ループに存在する場合電気化学反応が起こって 最終的に金属を食い尽くし 漏れや部品の故障を引き起こします大半のプレミアムメーカーは冷たいプレートのために銅に固執し表面はアセタル (POM) やアクリル (PMMA) で作られる.
製造はデジタル領域から始まります.エンジニアはコンピュータアシスト・デザイン (CAD) ソフトウェアを使用してブロックをモデル化します.この段階では,計算流体力学 (CFD) のシミュレーションは,水の流れを予測するために実行されます.これらのシミュレーションは,水が停滞し過熱する"死地帯"を特定するのに役立ちます. これにより,設計者は物理的な生産を開始する前にフィンの密度と流れ経路を精製することができます.
設計が完了すると,プロトタイプが作成される.場合によっては,マザーボードのコンパネンタやVRMヒートシンクなどの配合をチェックするために3Dプリントを行うこともあります.すべてのマザーボードとGPUPCBがユニークなレイアウトを持っているので"カスタム"製造は,これらの物理的な障害を克服するために,固定支架とベースプレートの調整を伴うことが多い.
銅の冷板の製造は,ほぼ完全にはCNC (コンピュータ数値制御) 磨削を用いて行われます.このプロセスは,マイクロフィンを切るのに必要な極度の精度を可能にします.
面向と四角:CNC ベッドに銅の原材料の板を固定し,完全に平らな表面を確保するために表面を覆います.
チャンネル切断:高速スピンドルでは,0.1mmの特殊な末端ミールを使用し,銅にマイクロチャネルを彫ります.これはゆっくりと繊細なプロセスです.熱が発生すると,銅が"ガムアップ"する可能性があります油を常に潤滑し冷却する必要があります.
オーリング・グルーブ:ブロックの周りに精密なチャネルが切られ,この溝にはゴム製のOリング (通常はEPDMまたはViton) が固定され,底部と上部の間から液体が漏れないようにします.
基地を完成させるCPU に触れる冷板の側が可能な限り平らである必要があります.加工後,ベースは,鏡の仕上げを達成するために,一連のラッピングと磨き段階を経験します.プロセッサーの熱分散装置 (IHS) と最大限の接触を確保する.
ブロックの底は性能に関するものですが,上部はしばしば美学とルーティングに関するものです.製造者は通常,3つの材料の中から選択します:
アクリル (PMMA):透明で,使用者は冷却液と組み込まれたRGB照明を見ることができます.割れを避けるために注意深く加工する必要があります.切断後,透明性を回復するために磨く必要があります.
アセタル (POM):耐久性や耐熱性で知られる工業用プラスチック.不透明 (通常は黒か白) で",ステルス"な外観を好む,または最大耐久性を求めるユーザーに好まれる.
ニッケルで覆われた銅:超高級のブロックには金属の上部が使用されている.これは重量とプレミアム感を大幅に増やすが,機械加工は高価である.
上部はG1/4インチスロープポートで加工されています.これは液体冷却フィッティングの業界標準です.これらのスロープは,水密封を確保するために完璧に切なければなりません.
銅 の 酸化 を 防止 する ため に は,ほとんどの 製造 業 者 が 表面 処理 を 施し ます.最も 人気 な 方法 は,ニッケル 電圧 塗装 です.
銅板は 化学浴場に浸し込み 表面に電流をかけて 薄い層のニッケルが 沈み込む.腐食 や 汚れ から 守る だけ で なく,光滑 な 形 を も 備える建築家 が 気に入る 銀 の 美学 品 です.ブティック の 製造 業 者 も 極度の 贅沢 な 建築 品 に 金 や ロジウム の 塗装 を 提供 し て い ます.
製造の最終段階は組み立てです.Oリングは,その溝に座り,ジェットプレート (通常はステンレス鋼の薄い片) は,フィンの上に配置されます.そして上部のハウジングは,ベースにボルトです.
品質管理は プロセスの中で 最もストレスの多い部分です 水分ブロックは それぞれ 圧力検査を受けなければなりませんブロックは密封され,PCループで経験するよりも大幅に高い圧力で空気または水で満たされますブロックが圧力を一定期間 落とさないと "漏れ防止" となります
最後に,ブロックは加工油や指紋から清掃され,輸送中に酸化を防止するために真空密封され,マウントハードウェアと熱ペーストで梱包されます.
製造プロセスには金属3Dプリンティング (Direct Metal Laser Sintering) が組み込まれています.3Dプリンタでは,従来の3軸または5軸のCNCミールで作成不可能な内部幾何学 (カーブされた内部チャネルや可変のフィンの高さなど) が可能です.チップ密度が増加するにつれて,さらに効率的な冷却ソリューションにつながる可能性があります.
水ブロックの製造は重工業プロセスと繊細な芸術の組み合わせです.カスタムPC愛好家にとって,水ブロックは単なるツール以上のものです.機械の中心です解明することで, デザインの複雑さを理解し,現代のデジタル世界を冷静に保つために必要なエンジニアリングを 本当に理解することができます.
