アルミダイカストヒートシンクの基礎知識と製造時のポイント

ヒートシンクの役割

ヒートシンクは、電子機器の高発熱部品（CPUやGPUなど）から熱を吸収し、周囲の空気に効率よく放熱することで、機器の最適な動作温度を維持し、性能低下や寿命短縮を防ぐ冷却部品です。現代の電子機器においては、過熱を防ぐ上で不可欠なコンポーネントと言えます。

ヒートシンクの放熱効果は、熱源から伝導した熱を空気中に逃がす面積に比例するため、いかに表面積を広く取るかが設計上非常に重要です。アルミニウム合金は、高い熱伝導率を持ちながらも銅に比べて安価で軽量であるため、ヒートシンクの主要な材料として使用されています。

ダイカストヒートシンクの製造におけるポイント

ダイカストは射出圧入や金型冷却により、短時間で大量生産できる点が強みです。しかし、高性能なアルミダイカスト ヒートシンクを実現するためには、高度な設計技術と製造管理が必要不可欠です。

特に製品の精度を確保する上で、金型設計は重要な要素です。 溶融金属の流動性を最適化し、均一な充填を可能にするために、ゲート位置とランナー形状を工夫する必要があります。例えば、ランナーは急激な流れ方向の変化を避け、ゲートに向かって徐々に断面積を減少させる形にするなど工夫が必要です。また、冷却システムを通じて金型内の温度を均一に保ち、凝固速度を緻密に制御することが、製品の寸法精度向上につながります。

製造プロセスにおいては、溶湯温度や金型温度を適切に管理する成形条件の調整が、収縮や欠陥の抑制に繋がります。さらに、製品設計の初期段階からCAE解析を活用し、流動・凝固・変形シミュレーションを行うことで、設計段階で応力集中箇所を特定し、疲労強度を予測することが可能となります。

アルミダイカストヒートシンクの利点

アルミニウムの持つ高い熱伝導率は、ヒートシンクの機能において重要な特性です。ダイカスト法は、この特性を活かし、ヒートシンクの性能向上と軽量化を両立させます。

アルミダイカストは、他の鋳造法と比較して薄肉な製品の成形に優れており、軽量化しやすい製法です。また薄肉化は、材料使用量の削減によるコストダウンだけでなく、熱伝達時間の短縮と表面積の拡大に繋がるため、冷却効率の向上に非常に効果的です。

また、ダイカストは設計の自由度が高く、フィンを多用した複雑な形状や、複雑な水路を設けたピン形状の水冷ヒートシンクなども一体成形できます。この設計自由度を活かして、高い放熱性を維持しつつ製品のコンパクト化・軽量化を実現することができます。

当社のヒートシンクの製造事例を紹介

当社はチルベント真空による真空ダイカスト法を用いて、ヒートシンクを製造しております。
入念な流動解析や、鋳造条件の調整、高速射出により複雑なヒートシンクでも、高精度で製造いたします。

自動車用ヒートシンク

こちらの製品は、自動車用ヒートシンクです。チルベント真空をもちいた真空ダイカスト法で製造いたしました。
ヒートシンクのフィンの部分は非常に薄いため、溶融金属の射出速度が非常に重要になります。射出速度が遅いと、金属が流れきる前に固まってしまうため不良の原因になってしまいます。そのため当社では、事前にCAE解析などを行い最適な速度を分析。最新のダイカストマシンで、製造を行っています。

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自動車用ヒートシンク（ライト用）

こちらの製品は、自動車のライトに使用されるヒートシンクです。ヒートシンクは、電子機器などの発熱する部品から熱を効率的に回収し、加熱による性能低下や故障を防ぐ部品です。放熱性を高めるために、多くのフィンが付いているのが特徴です。
こちらの製品は、チルベント真空による真空ダイカスト法を用いて、4個どりで作成いたしました。多数個どりを行うと、コストが抑えられ時間当たりの生産量も増加させることが可能です。

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ダイカストヒートシンクは当社にお任せください！

いかがでしたでしょうか。アルミダイカストのヒートシンクについて解説いたしました。

軽量・薄肉ダイカスト 開発センターを運営する、帝産大鐘ダイカスト工業株式会社は、超薄肉ダイカストを得意としております。当社の製造製品の中には肉厚0.3mmを実現した事例もございます。

超薄肉ダイカストはこれまで1千万台を超える自動車、2輪部品の製造実績と培ってきた方案設計ノウハウを活用出来る当社だからこそ成せる業です。

ヒートシンクにおいて薄肉化は非常に重要です。試作品や小ロット品に関しても、1ロット50台より承ります。ダイカストのヒートシンクに関してお悩みの際は、ぜひお気軽にご相談ください。

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