Hoe koel je de hotspots in elektronica?

Hoe koel je de hotspots in elektronica?

Het probleem bij nieuwe technologische producten is dat er veel elektronische componenten inzitten die warm worden. Wanneer deze componenten te warm worden of langdurig te warm zijn presteert de elektronica niet optimaal. 

Zo gaat de levensduur achteruit en is het stroomverbruik hoger. Het hele systeem is niet effectief en daar heeft de algehele performance van het product onder te leiden.

Wat kun je er aan doen?

Sommige producten worden te warm doordat de onderlinge systemen niet goed op elkaar zijn afgestemd. Daar zijn testen en slimme elektronici bij nodig om een systeem optimaal te laten samenwerken en onderlinge spanningen en stroomverbruik op elkaar af te stemmen.  Maar dan nog zijn er vaak componenten waar lokaal de temperatuur oploopt waardoor een heel printed circuit board ongewenst warm wordt.

In een dergelijk geval is koelen nodig. Hoe zorg je ervoor dat de temperatuur weg kan en niet ophoopt in een print of systeem?

aluminium koelblok heatsink

Hoe koel je effectief?

Belangrijk voor het koelen is dat je de componenten waar de meeste warmte ontstaat, helpt om die warmte af te voeren en uit het systeem te halen.

Aluminium is een materiaal dat veelvuldig wordt ingezet als heatsink. Dus als deel om de warmte weg te voeren van het systeem. Waarom?

Eenvoudig omdat aluminium een zeer goede warmte geleider is en in allerlei vormen te produceren is. Het kan als extrusie deel of als gegoten deel of gewoon als plaat worden ingezet. kijk hier voor de mogelijke giet-legeringen

Soms wordt aluminium ook voor de printplaat gebruikt. Maar dat is niet overal mogelijk. Het bevestigen van de heatsink op de hotspots vergt wel de nodige aandacht. Hier is het doel om een luchtspleet te voorkomen en de overgangsweerstand tussen component en aluminium heatsink zo gering mogelijk te maken. Hiervoor worden specifieke thermische interface materialen toegepast. Een wereld op zich.

Hoe vind je nu het proces dat jouw aluminium heatsink de juiste vorm geeft? Welke legering kan hiervoor worden ingezet?

Wil je meer kennis over het slim toepassen van aluminium?

Geef antwoord in het commentaar veld op de vraag:
Wanneer heb jij een aluminium heatsink voor het laatst in handen gehad? En wat viel je op?

Vermeld je antwoord hieronder in het commentaarveld en je ontvangt van mij de PDF met 7 tips om kostenefficiënte aluminium profielen te ontwerpen

Succes met het toepassen van aluminium.

Wat viel op bij de Hannover Messe…?

Wat viel op bij de Hannover Messe…?

Toen ik begin deze maand op de Hannover Messe liep vielen me een aantal zaken op. In dit artikel neem ik je mee over de beurs en wat ik hier zag.

Op de beurs zag ik een paar mooie elektrische bikes, helaas halen ze niet dezelfde topsnelheid als mijn Zero motorfiets. Volgens de standbemanning gaat deze maar 70 km per uur. De range lag wel in de buurt ca. 170 km. Verderop zie ik op verschillende stands twee keer een Zero in het kader van duurzaam en elektrisch rijden. Ook ontbreekt een waterstofbus en -auto niet op de beurs. Jammer dat er nog maar zo weinig getankt kan worden.

De AVG’s zijn algemeen goed aan het worden in efficiënt ingerichte nieuwe magazijnen, maar wanneer komen dergelijke voertuigen op de weg…? …brengen ze ons pakje naar de voordeur? Dat zou heel wat uitstoot besparen…. Een soort pick-up point in het begin van de wijk en als je thuis bent ziet de robot dat hij het pakketje kan brengen.

De trend van de AVG’s op de beurs is, dat deze modulair zijn en verschillende “cabines” kunnen vervoeren. Van luxe tweezitter tot gezellige 4-zitter of gewoon een transportbak. Op twee verschillende stands zie ik een gelijksoortig model, maar ook op de stand van volkswagen is er een modulaire drager te zien. Doet me een beetje denken aan de verschillende type gondelbakken die ze aan de skiliften hangen.

In de productieomgeving en/of magazijnen lijkt de trend van de beurs te zijn dat er op de AVG’s intelligente robotarmen worden geplaatst zodat de manipulatoren dicht bij de hand zijn.

avg met robot arm

De fabriek van de toekomst lost op die manier autonoom de productiecellen.

Natuurlijk zijn er ook mooie fietsen te bewonderen met verschillende concept-aanpakken van lelijk tot mooi, ja zelfs een heel mooi staal ontwerp, moet ik echt toegeven. Maar zo nieuw was die nou ook weer niet want die stond er vorig jaar ook.

Ook VDL had een interessant onderdeel staan voor een medisch apparaat waarmee in de toekomst een tumor in het hoofd zeer gericht kan worden “verschrompeld” Hopelijk kan dat voor de mensen die daar baat bij hebben zo snel mogelijk effectief worden ingezet, maar eerst moet dat natuurlijk verantwoord getest worden.

De stand van Siemens

Het meest opmerkelijke was de stand van Siemens. Daar kom ik toch een mooi voorbeeld van 3D printen tegen. Siemens is al veel langer met 3D printen bezig en heeft daarvoor verschillende partners. (Vorig jaar stond dat vermeld op hun stand en daar heb ik toen een foto van gemaakt) 

Het 3D printen van aluminium zal meer en meer worden. Wat men software allemaal niet laat doen om het proces van een prototype tot een serieproduct te optimaliseren en realiseren.

De dame van Siemens vertelde me rustig de stappen die ze allemaal ondernemen om te komen tot een goed product en ja er wordt veel software gebruikt, o.a. voor topologie optimalisatie.

Er wordt software gebruikt om een bruikbare 3d printfile te krijgen met benodigde ondersteuning.

Er wordt software gebruikt voor de volgende stap, het zelf leren en voorkomen van “zwakke plekken” in een geprint aluminium product, het simuleren van de hotspots en potentiële spanningsgebieden door krimp etc. Als ik vraag of het alleen voor prototypes is, zegt ze nee, dit zal ook voor series ingezet gaan worden.

Wat gaaf!.

Ze voorspellen met iedere stap de betrouwbaarheid van een product en dat is nou precies wat er belangrijk is bij geprinte kwalitatieve producten. Helemaal als ze toegepast worden in dragende constructies zoals deze in auto’s.

Legeringen

In een vorige blog schreef ik nog dat een geprint aluminium deel alleen nog van een 4000 legering bestaat. (type vergelijkbaar met gietlegering) Inmiddels zijn er printdraden op de markt die voor 95% uit bijv. een 6061 legering bestaan.

De ontwikkelingen gaan razendsnel. 

Wat een mooie producten met aluminium zullen er nog meer bij gaan komen…???

Er waren natuurlijk de verschillende robots te zien die door onherbergzaam terrein voortbewogen en er was nog veel meer… Te veel om hier allemaal te noemen en bovendien op zo’n grote beurs kun je nooit alles meekrijgen.

Wil jij al mijn foto’s van de beurs zien?

Het enige dat je hiervoor hoeft te doen is antwoord geven bij dit blog.

Geef antwoord op de vraag: Wat vind jij de meest vooruitstrevende bekende toepassing van aluminium?

Vermeld dit in het commentaarveld hieronder en je ontvangt van mij alle interessante foto’s die ik maakte op de beurs. De mooiste commentaren ontvangen tevens een 10 minuten telefoon- of zoomgesprek met meer uitleg.

Succes met ontwerpen van een mooie toekomst met aluminium.

Engineer heeft de sleutel…

Engineer heeft de sleutel…

De reden van mijn werk?

 

Zo aan het einde van het jaar is het goed om vooruit te kijken en doelen te stellen voor het nieuwe jaar. Natuurlijk met reflectie naar het afgelopen jaar. Waarom doe ik wat ik doe? Waar doe ik het voor was de vraag die boven kwam. Toen ik antwoorden op die vraag aan het geven was kwamen er verschillende antwoorden naar boven en het antwoord waar ik echt mee resoneerde was:

Bewustwording van de materiaalkeuze die engineers maken en die met aluminium het verschil betekenen.

Ik geloof dat engineers de key zijn in de keuze van materialen voor nieuwe producten. Zij bepalen hoe het product gerealiseerd zal gaan worden, hoe het eruitziet en hoe het gemaakt zal worden. Zij hebben een belangrijke rol, zij hebben de sleutel in handen om materiaalgebruik te kiezen dat bijdraagt aan een mooiere en schonere wereld. Geen afval of belasting van het milieu maar een materiaal dat bijdraagt op de lange termijn. Dat is wat nodig is. De technologische vooruitgang gaat door. Mensen willen steeds mooiere fancy producten die hun leven makkelijker en fijner maken. Door nu te werken met materialen waar je altijd iets aan hebt kun je dat een duw de goede richting in geven. Laten we eerlijk zijn het maken van aluminium kost veel energie. Daar staat tegenover dat het recyclen heel weinig energie kost vergeleken met andere materialen en helemaal wanneer je bedenkt dat aluminium geen afval is maar oneindig te recyclen is. Waarom wordt dit zo weinig verteld? Omdat aluminium en recycling gewoon geen issue is. Het werkt autonoom.

aluminium klimaatEen mooiere en schonere wereld met aluminium. Dat betekent dus dat de energie die benodigd is om aluminium te vervaardigen ook de wereld niet mag belasten, maar beter nog er aan bijdraagt. Dat is lastig want bij het maken van aluminium wordt veel CO2  geproduceerd. Echter de energie die gebruikt wordt voor het vervaardigen is bij de gerenommeerde bedrijven al voor zo’n 70% vanuit duurzame energie voorzieningen bijvoorbeeld met waterkrachtcentrales e.d.

Nog niet overal ter wereld helaas en het wordt tijd dat we hier wat aan doen.

Anders hebben we straks een aarde met alleen maar “leefbubbels” wat de enige plek is waar we kunnen leven omdat het daarbuiten niet meer mogelijk is. Wat als de zeeën zonder leven zijn. De waterspiegel stijgt, de bomen niet meer kunnen leven en zuurstof produceren. Mocht er buitenaards leven zijn dat ons vanuit de ruimte bekijkt hoe zien ze dan op ons neer als een stelletje idioten die de wereld verprutsen? Onze aarde is zo mooi laten we nu bewuste keuzes maken en samen de wereld mooier maken.

Beste engineer kun je hulp kunnen gebruiken bij het slim toepassen van aluminium?

Geef antwoord op onderstaande vraag en ik neem contact met je op om te bespreken hoe ik je kan helpen met optimaal aluminium toepassen.

 

Hoe denk jij dat een engineer kan bijdragen aan het klimaat en een betere wereld?

Vermeld je antwoord hieronder in het commentaarveld, je ontvangt binnenkort bericht van mij.

Future responsible design and aluminium

Future responsible design and aluminium

Ten reasons for aluminium in future responsible design:

  1. Aluminium is the most common metal on earth.
  2. Aluminium is 100% recyclable without degradation of the material.
  3. Remelting aluminium cost a low amount of energy, only 5% compared to initial production.
  4. Aluminium is a light material and therefore saves energy during transport and lifetime.
  5. Aluminium has great malleability, you can create all kinds of forms and the forming requires low amount of energy.
  6. Aluminium has a high specific strength, so strong and light at the same time.
  7. Function integration possibilities are huge, due to high deform-ability parts can be reduced saving time effort and money.
  8. Easy and fast to machine with long tool lifetime.
  9. Aluminium is highly corrosion resistant, therefore maintenance is relatively low, saving cost energy and effort.
  10. Aluminum waste equals money, this is the autonomic motive why aluminum is recycled so much.

 

Disadvantages of aluminium:

  1. It requires a better understanding of the design possibilities, there are so many options to from your product.
  2. Aluminium is flexible. If you need stiff products you have to acquire better design skills in order to solve this via design.
  3. Relatively low melting point (660°C pure aluminium) which allows you to use low energy in order to form your product.
  4. Aluminium is relative un-noble, design for corrosion requests more knowledge to make use of the passive protective oxide layer and prevent problems like galvanic corrosion by false design.
  5. The application of aluminium requires an pH neutral environment. In basic or acid environment the protective oxide layer will decrease.
  6. There is a wide variety of alloys which are used depending on the design need, luckily there are 8 main categories which are well defined.
  7. Aluminium is sensible for fatigue like most metals, you need to consider the aluminium design rules in order to create a robust design in dynamic application. But it allows you to create predictable interval inspections.
  8. Aluminium transfers heat, for fire or welding application it cools the heat and more energy is required to increase temperature.
  9. Due to its corrosion resistance it takes relatively long to decrease back to aluminium oxide in nature in dry environment keeping your product save.
  10. You won’t find it back in nature when it decreases since the earth crust consist of 8% aluminum oxide, aluminium will not damage the environment.

What’s your reason to use aluminium for your product? Let me and everybody know by commenting on this blog and I will sent you the checklist for aluminium product design.
Kind Regards, Ellen

De ultieme catalogus voor aluminium profielen

De ultieme catalogus voor aluminium profielen

Waarom zijn er zo weinig standaardprofielen van aluminium?

Als je kijkt in de markt zijn er enorm veel aluminium profielen die toegepast worden. Zoek je naar dat ene profiel dat je net gezien hebt, en je kunt het nergens vinden, wat dan? Overal waar je het vraagt krijg je nul op request. Hoe kan dat nou? Je bent maar aan het zoeken en zoeken en je vindt niet datgene wat jij wilt hebben. Waarom eigenlijk? Heel simpel, er zijn zo ontzettend veel verschillende mogelijkheden met aluminium dat je al heel snel een profiel voor jouw specifieke toepassing kunt maken met een relatief lage investering. Een matrijs kost helemaal niet zoveel geld, ergens tussen de € 1000 en € 1500 voor een vol profiel en € 1000- € 2500 voor een hol profiel. Ga je naar de grotere afmetingen, ja dan zijn de matrijskosten een stuk hoger. Hoe complexer en groter, hoe duurder, denk hierbij aan de richting van € 25.000. Het komt wel voor, maar dat zijn dan speciale profielen. Voor de meeste profielen van ca. Ø100mm kost het dus niet zoveel.

.

Zijn er wel standaardprofielen?

Ja, er zijn wel standaardprofielen. Deze profielen zijn er van verschillende merken. Je kunt ze makkelijk koppelen en ze worden heel veel toegepast voor testopstellingen. Je koopt profiel en een aantal verbindingsstukken en je zet het in elkaar zoals jij het wilt hebben. Of je maakt er een product mee…

.

Infento groeibouwpakket (www.infentorides.com/nl)

Andere profielen. Tja, dat zijn eigenlijk specials. Er zijn handelaren die hun eigen specifieke profielen voeren voor bijvoorbeeld trailerbouw. Of voor lekdorpels en andere afwerkprofielen t.b.v. de bouw. Ieder heeft er een aantal opgenomen in hun catalogus. Sommige hebben hun eigen assortiment ontwikkeld t.b.v. bijvoorbeeld signing systemen, scheidingswanden of terrasafscheidingen.

De niet intelligente U profielen of hoekprofielen heeft iedereen, maar vaak is dat nou niet het profiel waar je naar op zoek bent.

.

Wat moet je dan?

Je eigen extrusie-profiel! Maar hoe? Daar heb je enige kennis van zaken voor nodig of een betrouwbare partner die je hierbij helpt. Is een extrusie-profiel een belangrijk onderdeel van je product dan is het zeker zaak hiervoor kennis op te bouwen. Waar begin je.

Er zijn een aantal regels die je in acht moet nemen om efficiënte profielen te realiseren.

Hiervoor kun je op verschillende plekken informatie vinden:

.

Heb jij een vraag over het ontwikkelen van profielen?
Stel de vraag hieronder in de comment box en je ontvangt alle 7 tips om aluminium profielen kostenefficiënt te ontwerpen …..

Ben jij engineer en heb je liever een cursus neem contact op.

Ben je toeleverancier? Bij deze een bijzondere uitnodiging:

Iedere leverancier nodig ik uit, de profielen die zij los verkopen, hieronder te delen met vermelding van toepassing. Deel de link van jouw catalogus, daar waar jouw profieltekeningen staan. Als de engineer wil zoeken kan hij direct de beschikbare profielen vinden. (Link toegestaan, mits die inhoudelijk naar de beschikbare profielen leidt!)

Aluminium groet

Ellen

Toen ik dit zag was ik op slag verliefd

Toen ik dit zag was ik op slag verliefd

Degenen die mij kennen weten dat toen ik een jaar of 15 was, mijn affiniteit voor aluminium ontstond. Mijn vader bracht voor mij gerekristalliseerd aluminium in de vorm van een sieraad mee. Het was een Sinterklaas surprise… en daar ontstond mijn voorliefde voor het materiaal. Pas geleden had ik weer zo’n moment. Ik was op een beurs E-Mobility en ik zag iets waarvan ik dacht dat is het.

 

Ik was verkocht. Mijn hart ging tekeer, en razend enthousiast liep ik terug naar mijn stand waar ik die dag mocht bijdragen. Ze keken me vragend aan en ik zei: ik heb het gevonden. Het duurde eventjes maar gedurende mijn verslag werd de nieuwsgierigheid gewekt. Ik dacht het zal wel vervagen, verdwijnen, voorbijgaan, slijten, misschien valt het wel mee en is het een bevlieging, maar ik kon het niet loslaten. Uiteindelijk besloot ik om een proefrit te maken. Dat had ik niet moeten doen… ik was verkocht. De elektrische motorfiets, die er zo onwijs stoer uitziet, je hoort hem niet, hij was niet alleen mooi maar hij reed ook nog eens perfect! Mijn oude CBR opofferen? Autsj, maar dat zwaar doortrapte schakelen zal ik niet missen, de robuustheid van de machine wel en zelfs het lawaai, maar wat ik er voor terug krijg is vele malen beter. Het volledig aluminium frame, accu’s met aluminium koelprofiel, zelfs de kickstart, de standaard, is van aluminium. Eén brok geweld. Wat een elektrisch vermogen. En het enorme koppel dat me over de snelweg doet razen, of heerlijk rustig en stil binnendoor laat sluipen over dijken en door bossen. Zoals de titel van dit blog al zegt, ik ben verliefd. Een elektrische motorfiets zonder geluidsoverlast, zonder CO2 uitstoot tijdens gebruik, goedkoop rijden, thuis aan de paal of enig ander stopcontact opladen.

 

Elektrische motorfiets - Zero SR

 

In de aanschaf wel duur, maar het voordeel van eigen baas; btw is aftrekbaar. Ik moet zeggen dat de goede service van uwvoertuig.nl, bij wie ik de fiets een dag gratis mocht huren, volgens hun voorstel onder het mom van een proefrit… erg bijzonder te noemen was. Dankjewel Frits! Ik heb zelfs de motorfiets mee naar huis gekregen en achteraf betaald maar dat mag ik niet aan iedereen vertellen natuurlijk. Wel dezelfde avond de betaling geregeld 😉 . Toen ik een proefrit maakte op de motor kreeg ook mijn man een elektrische motorfiets mee, een ander model zodat we konden wisselen en die ook konden proberen. Het is toch de SR geworden. Dus als je de motor met de kleur rood zwart en blonde haardos plus zwarte/rode pak voorbij ziet flitsen…

 

Ellen Vaders - elektrische motorfiets

 

Oh ja, ik was niet alleen verliefd. Thuis aangekomen was ik er ook nog eens danig ondersteboven van. Ja letterlijk dan en ook mentaal naderhand. Helemaal meester van dit gevaarte stapte ik af, ZONDER de zijstandaard uit te zetten. 3x raden wat er gebeurde. Gelukkig hielp de buurman me weer overeind, dank Victor. Mijn man heeft bij zijn eerste inspectie de gevolgen niet opgemerkt. Weer een compliment voor het ontwerp. Een mooi aluminium product: gaaf om naar te kijken, gaaf om te rijden en volledig toekomstbestendig.

 

Wat inspireert jou om je nieuwe product nog mooier, vetter, duurzamer en efficiënter te maken? Laat hieronder in de comment box je reactie achter en je krijgt de checklist voor een goed aluminium productontwerp cadeau. Alvast dank je wel voor je bijdrage!

 

Aluminium groet
Ellen