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Les radiateurs à forgeage à froid, également appelés radiateurs à ailettes à forgeage à froid ou radiateurs à ailettes usinées par écaillage, sont fabriqués par un procédé de mise en forme des métaux combinant le forgeage à froid et l'écaillage. Ils occupent une place de premier plan dans la gestion thermique haute performance en raison de leur densité d'ailettes exceptionnellement élevée et de leur construction monobloc.
La compréhension des dissipateurs thermiques à forgeage à froid repose sur leur procédé unique d'« écaillage » :
1. Préparation de la matière première : implique généralement un lingot massif en aluminium ou en cuivre.
2. Serrage et fixation : le bloc métallique est solidement fixé sur un équipement spécialisé.
3. Procédé d'écaillage : c'est l'étape fondamentale. Un outil extrêmement tranchant débite des couches du bloc métallique, un peu comme on épluche une pomme. La distinction essentielle réside dans le fait que l'outil n'élimine pas les chutes de matière, mais contrôle précisément l'usinage pour pousser et modeler les sections découpées vers le haut, tout en maintenant leur connexion avec la base, formant ainsi des ailettes verticales.
4. Formage : Grâce à un mouvement unique et continu d'ébavurage, une rangée entière d'ailettes complètes de dissipation thermique haute densité est « créée » à partir d'un bloc métallique massif.
5. Post-traitement : La base est usinée pour assurer sa planéité, et des opérations secondaires telles que le cintrage peuvent être effectuées selon les besoins.
Avantages :
1. Densité et rapport hauteur/largeur d'ailettes exceptionnellement élevés : C'est son avantage le plus significatif. Cela permet la production d'ailettes extrêmement fines et hautes, offrant une surface de dissipation thermique massive par unité de volume, assurant ainsi un refroidissement très efficace.
2. Résistance thermique de contact nulle : La structure monobloc élimine la résistance thermique de contact provoquée par des procédés tels que le soudage ou l'insertion d'ailettes, garantissant un chemin de conduction thermique particulièrement fluide depuis la base jusqu'aux extrémités des ailettes.
3. Intégrité structurelle et fiabilité supérieures : La construction monobloc assure une grande résistance mécanique, permettant de supporter les vibrations et les chocs avec un risque minimal d'endommagement.
4. Flexibilité de conception : Au-delà des ailettes droites, des profils d'ailettes en forme de vagues, d'écailles de poisson et autres formes complexes peuvent être fabriqués en contrôlant les trajectoires d'outil et les opérations de traitement ultérieures. Ces conceptions perturbent l'écoulement de l'air afin d'améliorer l'efficacité du transfert thermique.
5. Utilisation élevée du matériau : Le procédé de débitage génère très peu de déchets de matière (hormis les jeux nécessaires à l'usinage), offrant une performance nettement supérieure aux méthodes d'usinage par fraisage qui nécessitent le retrait de matière pour former les ailettes.
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