Waterblokproductieproces: een gedetailleerde gids voor CNC en assemblage

Waterkoelblokken, of "waterblokken", zijn essentieel voor hoge prestatiesvloeistofkoelsystemen in pc's, servers en industriële apparatuur. Hun efficiëntie is afhankelijk van nauwkeurige productie om optimale thermische overdracht en lekvrije werking te garanderen. Dit artikel beschrijft het stapsgewijze proces van het maken van een waterblok, met de nadruk op CNC-bewerking, schaven en kwaliteitscontrole.

1. Bovenste deksel CNC-bewerking

De bovenklep vormt de behuizing voor de koelmiddelstroom en componentintegratie. Belangrijke stappen zijn:

●Bewerking van inlaat-/uitlaatmondstukken:CNC-machines maken spuitmonden van C1100-koper (99,9% zuiver) voor corrosiebestendigheid en thermische geleidbaarheid.

●Kanaal solderen:Microkanalen worden met behulp van hogetemperatuursoldeer op het deksel gesoldeerd om de koelmiddelstroom te sturen.

●Lektest onder hoge druk:De assemblage wordt getest met perslucht/water om defecten op te sporen.

●Oppervlakteafwerking: CNC-snijden zorgt voor een vlak oppervlak, wat essentieel is voor het afdichten.

●Nikkelplating:Om oxidatie te voorkomen en de duurzaamheid te verbeteren, wordt een nikkellaag aangebracht.

●Professionele tip:Precisiegereedschappen zoals diamantgecoate CNC-bits minimaliseren materiaalverspilling tijdens het bewerken van koper.

2. Bodemplaat schaven + CNC-bewerking

De bodemplaat komt in contact met de warmtebron (bijv. CPU) en geeft warmte af aan het koelmiddel.

●Materiaalvoorbereiding:Cu1100-koperplaten worden gebruikt vanwege hun superieure thermische eigenschappen.

●Skiving-proces:Om het oppervlak te maximaliseren, worden dunne, uniforme vinnen (0,5–2 mm dik) in de plaat gesneden.

●CNC-contouren:De plaat wordt bewerkt zodat deze past bij de afmetingen en montagegaten van het onderdeel.

●Thermische weerstandstesten:Na het bewerken wordt de warmteafvoerefficiëntie van de plaat gemeten.

3. Kwaliteitscontrole vóór de montage

Voordat de componenten definitief worden geassembleerd, worden ze aan strenge inspecties onderworpen:

●Visuele inspectie:Controleer op krassen, deuken en oneffen oppervlakken.

●Stroomweerstand testen:Controleer de koelmiddelstroomsnelheid om er zeker van te zijn dat er geen blokkades zijn.

●Kanaalreiniging en -droging:Met ultrasoonreiniging wordt vuil verwijderd, waarna het met stikstof wordt gedroogd om vochtophoping te voorkomen.

●Secundaire lektest:Een laatste hogedruktest bevestigt dat er geen microlekken zijn.

4. Eindmontage

● Soldeermondstukken en kanalen:De bovenklep, de bodemplaat en de sproeiers worden in een oven aan elkaar gesoldeerd.

●Oppervlaktebehandeling:Polijsten of zandstralen verbetert de esthetiek en zorgt voor een soepel contact met de koelpasta.

●Validatie van thermische prestaties:Het geassembleerde blok wordt onder belasting getest om ΔT (temperatuurverschil) en stroomsnelheden te meten.

Belangrijke materialen en ontwerpnotities

●Cu1100 Koper:Gekozen vanwege de balans tussen thermische geleidbaarheid (388 W/m·K) en bewerkbaarheid.

● Soldeer legeringen:Soldeer met een hoog zilvergehalte zorgt voor sterke, lekvrije verbindingen.

● Tolerantienormen:Vlakheid binnen ±0,05 mm voorkomt openingen tussen het blok en de warmtebron.

Geavanceerde technieken voor hoogwaardige toepassingen

● Gelaagd kanaalontwerp:Kanalen met meerdere diepten optimaliseren de turbulentie in de stroming voor een betere warmteabsorptie.

● Hybride metaaladditieven:Door sporenelementen zoals tellurium toe te voegen, wordt de corrosiebestendigheid van koper verbeterd.

● Geautomatiseerde optische inspectie (AOI):Camera's met kunstmatige intelligentie detecteren microdefecten in massaproductie.

Conclusie

Het vervaardigen van een waterblok vereist nauwkeurige CNC-bewerking, precisie-afschaving en compromisloze kwaliteitscontroles. Door zich aan strikte toleranties te houden en koper van hoge zuiverheid te gebruiken, bereiken fabrikanten de thermische prestaties die gamers, datacenters en overklokliefhebbers eisen. Dit proces garandeert niet alleen efficiëntie, maar zorgt ook voor betrouwbaarheid op de lange termijn in veeleisende koelsystemen.