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Kaltgeschmiedete Kühler, auch bekannt als kaltgeschmiedete lamellenförmige Kühler oder Skiving-Lamellenkühler, werden durch ein metallurgisches Verfahren hergestellt, das Kaltumformung und das Skiving-Verfahren kombiniert. Aufgrund ihrer außergewöhnlich hohen Lamellendichte und monolithischen Konstruktion haben sie eine herausragende Position im Bereich des Hochleistungs-Wärmemanagements eingenommen.
Das Verständnis von kaltgeschmiedeten Kühlkörpern basiert auf ihrem einzigartigen „Skiving“-Verfahren:
1. Rohmaterialvorbereitung: Umfasst in der Regel einen massiven Aluminium- oder Kupferbarren.
2. Spannen und Fixieren: Der Metallblock wird sicher auf einer speziellen Maschine befestigt.
3. Skiving-Prozess: Dies ist der Kernteil. Ein äußerst scharfes Werkzeug schält Schichten vom Metallblock ab, ähnlich wie man einen Apfel schält. Der entscheidende Unterschied liegt darin, dass das Werkzeug kein Abfallmaterial entfernt, sondern den Schnitt präzise steuert, um die abgetrennten Abschnitte nach oben zu drücken und zu formen, wobei ihre Verbindung zur Basis erhalten bleibt, sodass aufrechte Lamellen entstehen.
4. Formgebung: Durch eine einzige, kontinuierliche Spanabtragung wird eine komplette Reihe von dichten, hochleistungsfähigen Kühlrippen aus einem massiven Metallrohling „herausgearbeitet“.
5. Nachbearbeitung: Die Basis wird zur Erzielung einer ebenen Oberfläche bearbeitet, und zusätzliche Verfahren wie Biegen können je nach Anforderung durchgeführt werden.
Vorteile:
1. Außergewöhnlich hohe Rippen-Dichte und hohes Schlankheitsverhältnis: Dies ist der bedeutendste Vorteil. Es ermöglicht die Herstellung äußerst dünner, hoher Kühlrippen und liefert so eine sehr große Wärmeabstrahlungs-Oberfläche pro Volumeneinheit für eine besonders effiziente Kühlung.
2. Kein Übergangswärmewiderstand: Die monolithische Struktur eliminiert den durch Fügeverfahren wie Schweißen oder Einsetzen entstehenden Übergangswärmewiderstand und gewährleistet einen äußerst gleichmäßigen Wärmeleitpfad von der Basis bis zur Spitze der Kühlrippen.
3. Hervorragende strukturelle Integrität und Zuverlässigkeit: Die monolithische Konstruktion bietet hohe mechanische Festigkeit, wodurch eine gute Beständigkeit gegenüber Vibrationen und Stößen bei minimalem Beschädigungsrisiko gegeben ist.
4. Gestaltungsfreiheit: Neben geraden Rippen können wellenförmige, fischschuppenartige und andere komplexe Rippenprofile durch die Steuerung der Werkzeugwege und nachfolgende Bearbeitung hergestellt werden. Diese Designs stören den Luftstrom gezielt, um die Wärmeübertragungseffizienz zu verbessern.
5. Hohe Materialausnutzung: Das Abschabverfahren erzeugt nur minimale Materialabfälle (abgesehen von notwendigen Bearbeitungszugaben) und schneidet damit deutlich besser ab als Fräsverfahren, bei denen Material entfernt wird, um die Rippen zu formen.
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