ステンレス製コールドプレート

ステンレス製コールドプレート

ステンレスコールドプレートとは？

ステンレス鋼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。耐食性、強度、耐久性に優れたステンレス鋼を使用して製造されています。ステンレス鋼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性の高い動作を保証します。食品・飲料、医療・製薬、エレクトロニクスなど、厳しい衛生条件や過酷な環境下で広く使用されています。

メリットと効果

耐腐食性・耐久性

ステンレス鋼コールドプレートにはいくつかのメリットがあり、それが他の材質による熱対策製品より優先して選択する要因になっています。主なメリットの一つは、優れた耐腐食性であり、過酷な環境や厳しい衛生要件が求められるアプリケーションでの使用に適しています。また、ステンレス鋼は耐久性が高く、耐用年数が長いことでも知られており、この材料で作られたコールドプレートは長期にわたって信頼性の高い性能を発揮します。

材料強度

ステンレス鋼のコールドプレートは高い強度を持ち、過酷な用途に関連する圧力や力に耐えることができます。また、アルミニウムや銅などの腐食性のある材料も含め、さまざまなクーラントと相性がよい。

熱伝導性

ステンレス鋼コールドプレートは、アルミニウムや銅コールドプレートと比較すると熱伝導率が劣るものの、多くの用途で十分な冷却性能を発揮することができます。また、耐食性に優れ、各種クーラントとの相性も良いため、熱伝導率では劣るものの、ステンレス製コールドプレートが好まれるケースもあります。

加工製品事例

水冷蓋を本体にTig溶接後に、歪み矯正を行った後、機械仕上加工後、再び歪み矯正を行い、平面度を出しています。

材質 SUS304、SUS316
サイズ 直径400〜900mm
業界 真空分野
加工内容 マシニングセンタ、Tig溶接

ステンレス製の角型コールドプレートは、t10前後の本体片面に水冷溝を加工し、2mm前後の蓋を上から被せて、Tig溶接にて接合し、その際、独自の歪み取り技術によって、熱源との接地面を0.2以内の平面度を出しています。

材質 SUS304、SUS316
サイズ 幅200〜400mm 長さ500〜1500mm
業界 真空分野
加工内容 マシニングセンタ、Tig溶接

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製造工程

良質なステンレス製・ジャケット式・薄型水冷プレートを製作するポイントは、溶接によるプレートの歪みや曲がりを、修正することにありますこの修正無しで、面切削して平面度を出したとしても、水路から熱源接触面までの距離にバラ付きが生じるため、熱源を均一に冷却できない可能性が高いと思われます当社は、水冷蓋の溶接後に発生する歪みや曲がりを、専用の100tプレスを使用して、修正し熱源接触面の平面度を確保します。また、必要に応じて、歪み修正後に面切削しています。テストピースを使って、当社の加工工程を示します。

１、溶接前加工g

プレート本体（t10x 200x 400)に、水冷溝と水冷蓋のハメ合い段を切削t1.5 水冷蓋は、レーザー加工

Process-1

２、溶接

ティグ溶接にて、本体に蓋を全周溶接

Process-2

３、溶接後の歪み

定盤上で、お椀状の曲がりを確認

Process-3

４、歪み修正

専用プレスにて、熱源と接触する面の点押しを繰り返して、曲がりを修正

Process-4

５、平面度確認

定盤上で、スキミゲージを使用して、0.2位内の平面度を確認

Process-5

コールドプレート用ステンレス鋼について

コールドプレートの製造によく使われるステンレス鋼には、いくつかの鋼種や合金があり、それぞれ独自の特性や利点を備えています。ここでは、一般的な2つのステンレス鋼合金について説明します。

オーステナイト系ステンレス鋼　SUS304

耐食性、強度、成形性など総合的に優れており、特に劣悪で無い、一般的な環境下で使われるコールドプレートの製造に適しています。

オーステナイト系ステンレス鋼　SUS316

この合金は、特に海洋環境や様々な化学薬品に対して優れた耐食性を持つことで知られています。SUS304に比べ、孔食や隙間腐食に対する耐性に優れており、腐食環境下での使用や高い耐食性が求められるコールドプレートに適しています。

ステンレス鋼と他素材との比較

ステンレス鋼コールドプレートは、アルミニウムや銅などの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

アルミコールドプレート

アルミニウム製コールドプレートは、軽量で価格も安く、熱伝導率が良いため、効率的な熱伝達や冷却性能が期待できます。しかし、ステンレス製コールドプレートのような材料強度と耐食性はなく、用途によっては制限を受けることもあります。

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銅コールドプレート

銅コールドプレートは、ステンレス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、ステンレス製コールドプレートに比べて重量があり、価格も高く、耐腐食性も劣る場合があります。

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ステンレス製コールドプレートの用途について

ステンレス鋼コールドプレートは、以下のようなさまざまな業界で幅広い用途に使用されています

電子機器・半導体冷却

ステンレス鋼コールドプレートは、電子機器や半導体産業において、パワーエレクトロニクス、レーザーシステム、その他の熱に敏感なコンポーネントの冷却にも使用されています。銅やアルミのコールドプレートほど熱伝導率が高くないものの、耐腐食性や各種クーラントとの相性が重要視される用途では、ステンレス鋼コールドプレートでも十分な冷却性能を発揮します。

食品・飲料業界

ステンレス鋼コールドプレートは、食品・飲料業界において、プロセス、機器、貯蔵システムの冷却に広く使用されています。耐食性に優れ、さまざまな冷却剤に適合するため、厳しい衛生基準の維持や汚染防止に最適です。

医療・製薬業界

医療・製薬業界では、画像診断装置や実験器具、温度に敏感な医薬品など、重要な部品や機器の冷却にステンレス鋼コールドプレートが使用されています。耐食性に優れ、過酷な洗浄や滅菌処理にも耐えられることから、これらの厳しい用途に最適な製品です。

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ステンレス製コールドプレートに関するよくある質問

ステンレス製コールドプレートは、アルミニウムや銅製コールドプレートと比較して、熱伝導率はどうなのでしょうか？

ステンレス鋼コールドプレートは、アルミニウムや銅コールドプレートに比べて熱伝導率が低くなります。しかし、耐食性に優れ、各種クーラントとの相性も良いため、熱伝導性能よりもこれらの要素が重要視される用途に適しています。

ステンレス鋼コールドプレートは、用途に合わせてカスタマイズできますか？

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形状や寸法の最適化、特殊な冷却水流路の設置、取り付けを容易にするための取り付け機能の搭載などが含まれます。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ステンレス鋼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。

ステンレス鋼コールドプレートは、腐食性クーラントの使用に適していますか？

ステンレス鋼コールドプレートは、アルミニウムや銅などの他の材料に対して腐食性のあるものも含め、様々なクーラントと互換性があります。ただし、クーラントの特性や互換性の問題を考慮し、特定の用途に最も適した材料や設計を決定するために、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あります。

ステンレス鋼コールドプレートは高温のアプリケーションに使用できますか？

ステンレス鋼コールドプレートは多くの高温用途に適していますが、熱膨張や耐酸化性などの材料特性により、性能が制限される場合があります。非常に高温になる用途では、代替材料や特殊な設計がより適切となる場合があります。高温用途に最適な材料や設計を決定するためには、コールドプレートメーカーや専門家に相談することが不可欠です。

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