Alors que la demande mondiale de solutions thermiques hautes performances augmente, fabricantspression du visage pour optimiserdissipateur thermique en aluminiumproduction.Fraisage traditionnel à grande vitesse L'usinage domine le secteur, mais les nouvelles techniques à haut rendement promettent des gains de productivité. Cette étude quantifie les compromis entre ces méthodes à l'aide de données d'usinage réelles, comblant ainsi une lacune critique dans la recherche appliquée sur les composants de refroidissement électronique.
Méthodologie
1.Conception expérimentale
●Pièce à usiner :Blocs en aluminium 6061-T6 (150 × 100 × 25 mm)
●Outils:Fraises en carbure de 6 mm (3 dents, revêtues de ZrN)
●Variables de contrôle :
HSM : 12 000–25 000 tr/min, charge de copeaux constante
HEM : 8 000 à 15 000 tr/min avec engagement variable (50 à 80 %)
2. Collecte de données
●Rugosité de surface : profilomètre Mitutoyo SJ-410 (5 mesures/pièce)
● Usure de l'outil : microscope numérique Keyence VHX-7000 (usure du flanc > 0,3 mm = défaillance)
● Taux de production : Suivi du temps de cycle avec les journaux CNC Siemens 840D
Résultats et analyses
1.Qualité de surface
● Méthode : HSM HEM
● Régime optimal : 18 000 12 000
●Ra (μm) : 0,4 0,7
Finition supérieure de HSM (p< 0,05) est corrélé à une formation réduite de bords accumulés à des vitesses élevées.
2.Durée de vie de l'outil
● Les outils HSM ont échoué à 1 200 mètres linéaires contre 1 800 mètres pour les HEM
● L'usure adhésive a dominé les défaillances HSM, tandis que HEM a montré des motifs abrasifs
Discussion
1.Implications pratiques
●Pour les applications de précision :L'usinage haute vitesse (HSM) reste préférable malgré des coûts d'outillage plus élevés
●Production à haut volume :Le temps de cycle 15 % plus rapide du HEM justifie le polissage post-usinage
2. Limitations
● Scénarios d'usinage 5 axes exclus
● Tests limités aux outils de 6 mm ; des diamètres plus grands peuvent modifier les résultats
Conclusion
L'usinage UGV offre une finition de surface supérieure pour les dissipateurs thermiques haut de gamme, tandis que l'usinage HEM excelle dans la production de masse. Les recherches futures devraient explorer des approches hybrides combinant les passes de finition UGV et l'ébauche HEM.
Date de publication : 1er août 2025
