アルミコールドプレートとは?
アルミニウム製コールドプレートは、様々なコンポーネントやシステムを効率的に冷却するために設計された、高度な熱管理ソリューションです。熱伝導率が高く、軽量で安価な材料として知られるアルミニウムを使用して製造されています。アルミニウム製コールドプレートは、水冷または空冷構造にて設計されており、最適な温度調節とコンポーネントの信頼できる動作を保証します。自動車、航空宇宙、電子機器、産業機器の冷却など、さまざまな産業で広く使用されています。
メリットと効果
軽量でコストパフォーマンスが高い
アルミニウム製コールドプレートにはいくつかの利点があり、多くの熱管理アプリケーションで人気のある選択肢となっています。アルミニウム製コールドプレートの主な利点の1つは軽量であることで、軽量化が重要なアプリケーションに最適です。さらに、アルミニウムは銅やステンレス鋼などの他の材料に比べて価格が安いため、アルミニウム製コールドプレートは多くのプロジェクトで費用対効果の高いソリューションとなります。
熱伝導率と冷却性能
さらに、アルミ製コールドプレートは熱伝導率が高いため、効率的な熱伝達と冷却性能を発揮することができます。銅ほどの熱伝導性はありませんが、多くの冷却用途でアルミニウムは十分な性能を発揮します。
耐腐食性・耐久性
また、アルミ製コールドプレートは耐食性、耐久性に優れています。
カスタマイズオプション
アルミ製コールドプレートは、形状や寸法の改善や特殊な冷却水流路を組み込むなど、特定の設計要件や性能目標を満たすためにカスタマイズすることができます。
加工製品事例
- 本事例はホームページを通して、依頼のあった試作開発品
- 本体に水冷溝を加工し、上から蓋をした後、FSWにて接合
- FSW後に、熱源に接する面は、機械加工にて、平面精度を出していく
- 冷却液の入口と出口の口金部分を特殊なツールを使って、一体加工している
- 従来は、真鍮製の口金を、本体にロウ付けする
- 一体加工の目的は、①アルミと真鍮の接合による腐食防止②口金のはめ合い穴加工時に発生する切屑等が水路内に侵入することを防止
材質 | A6061 |
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サイズ | 厚み10~25、幅60~180、長さ60~270 |
業界、分野 | 医療機器、自動車関連 |
加工内容 | マシニングセンター、FSW |
コールドプレート用アルミニウム合金について
コールドプレートの製造には、幾つかのアルミニウム合金が使用され、それぞれ異なる特性や利点を備えています。
6061アルミニウム合金
強度、溶接性、耐食性のバランスが良く、汎用性の高いアルミニウム合金として広く使われています。熱伝導性、機械的強度、総合的な性能に優れ、アルミニウム製コールドプレートの製造によく使用されます。
5052 アルミニウム合金
この合金は、特に海洋環境での優れた耐食性と良好な成形性で知られています。熱伝導率は6061より若干劣りますが、多くの冷却用途に適しています。
他材料との比較
アルミニウムのコールドプレートは、銅やステンレスなど他の素材と比較されることが多く、それぞれにメリットとデメリットがあります。
銅コールドプレート
銅コールドプレートは、アルミコールドプレートと比較して熱伝導率が高く、高性能な冷却用途に適しています。しかし、銅コールドプレートはアルミコールドプレートと比較して重量があり、価格も高くなります。
ステンレスコールドプレート
ステンレス鋼コールドプレートは、耐食性に優れていますが、アルミニウムコールドプレートと比較すると熱伝導率が低くなります。ステンレス鋼は耐食性や耐薬品性に優れた用途には適していますが、高い熱伝導性能を要する用途には適していない場合があります。
アルミ製コールドプレートの用途について
アルミニウム製コールドプレートは、さまざまな産業分野で幅広い用途に使用されている。
電気自動車用電池の冷却
アルミニウム製コールドプレートは、電気自動車用バッテリーの熱管理において重要な役割を担っています。最適な動作温度を維持することで、電池の寿命を延ばし、全体的な性能を向上させることができます。
航空宇宙・防衛用途
航空宇宙・防衛分野では、重要部品や航空電子機器など熱に敏感な機器の冷却にアルミニウム冷熱板が使用されています。軽量で耐食性に優れるアルミニウムは、このような過酷な用途に最適な材料です。
産業機器冷却
また、パワーエレクトロニクスやレーザー装置、油圧機器の冷却など、さまざまな産業用途に使用されています。アルミニウムコールドプレートは、効率的な放熱を実現することで、これらの重要な産業システムの耐久性能向上に寄与しています。
航空宇宙・防衛関連装置部品の冷却
航空宇宙・防衛分野では、ミッションクリティカルなシステム、アビオニクス、その他の熱に敏感な部品の冷却に銅コールドプレートが採用されています。その優れた熱伝導性と耐食性により、銅コールドプレートは過酷で厳しい環境下でも、これらのシステムの確実な運用を保証します。
アルミ製コールドプレートに関するよくある質問
銅製コールドプレートとの熱伝導率の比較は?
アルミ製コールドプレートは熱伝導率が高いのですが、銅製コールドプレートの優れた熱伝導性能には及びません。銅の熱伝導率はアルミニウムの約2倍であり、高性能な冷却用途に適した素材です。しかし、銅はアルミニウムに比べ、材料の比重やkg単価が高いため、重量とコストをより重視する場合には、アルミ製コールドプレートが適しています。
アルミ製コールドプレートは特定の用途に合わせてカスタマイズすることができますか?
設計要件や性能目標に合わせてカスタマイズすることが可能です。カスタマイズには、放熱性を高めるためのコールドプレートの形状や寸法の改善や、特殊な冷却水流路の組み込み、取り付けを容易にする機能の組み込みなどが含まれます。メーカーやサプライヤーと密接に連携することで、エンジニアはアプリケーションのユニークなニーズを満たすカスタマイズされたアルミニウム製コールドプレートのソリューションを開発することができます。
腐食環境下でのアルミニウム製コールドプレートの性能は?
アルミニウム製コールドプレートは一般的に耐食性に優れており、さまざまな環境での使用に適しています。アルミニウム合金・A5052は、海洋環境や特定の化学物質にさらされる環境において、さらに優れた耐食性を発揮します。また、腐食性の強い環境では、アルミニウム製コールドプレートの耐食性をさらに向上させるために、表面処理やコーティングなどの保護措置が必要となる場合があります。
アルミニウム製コールドプレートは高温用途に適していますか?
アルミニウム製コールドプレートは多くの高温用途に適していますが、材料の融点と熱膨張特性によって性能が制限されることがあります。非常に高温になる用途には、銅やステンレスなどの代替材料が適している場合があります。高温用途に最適な材料や設計を決定するためには、コールドプレートのメーカーや専門家に相談することが不可欠です。