Cosa sono i dissipatori di calore?

Un dissipatore di calore è un dispositivo che trasferisce il calore da una fonte di calore a un mezzo fluido circostante, come il motore di un'auto o la CPU di un computer, in aria o in un liquido. Il suo scopo è prevenire il surriscaldamento e garantire il corretto funzionamento del dispositivo. Senza un dissipatore di calore, la corrente che scorre attraverso il dispositivo incontra resistenza e genera calore, causando un rapido aumento della temperatura. Temperature elevate prolungate possono danneggiare il dispositivo e temperature estremamente elevate possono causare danni permanenti. Nonostante le sue piccole dimensioni, il dissipatore di calore è un componente estremamente importante e i suoi metodi di produzione variano.

I principi fondamentali di funzionamento di un dissipatore di calore sono la conduzione, la convezione e la radiazione del calore.

1. Conduzione: il calore viene trasferito direttamente da una fonte di calore ad alta temperatura (ad esempio una CPU) alla base del dissipatore di calore, che è a stretto contatto con essa. 
   

2. Convezione: le alette del dissipatore di calore aumentano significativamente la superficie di contatto con l'aria. L'aria scorre attraverso queste alette, rimuovendo il calore tramite convezione naturale o movimento forzato della ventola.

3. Radiazione: tutti gli oggetti irradiano calore sotto forma di onde elettromagnetiche e anche i dissipatori di calore dissipano parte del calore in questo modo.

Principali tipologie e applicazioni. Dissipatori di calore per dispositivi elettronici: 

• Si trovano più comunemente sulle CPU e sulle GPU dei computer. Solitamente realizzati in alluminio o rame, sono dotati di alette e interagiscono con le ventole per formare un sistema di raffreddamento attivo.

• Radiatori per autoveicoli: sono i componenti principali del sistema di raffreddamento di un veicolo. Il liquido di raffreddamento del motore scorre attraverso i dissipatori di calore, piccoli tubi, dissipando il calore nell'aria attraverso le ventole e il flusso d'aria del veicolo.

• Radiatori domestici: l'acqua calda proveniente dal riscaldamento centralizzato o dalle caldaie circola al loro interno, riscaldando l'aria interna tramite convezione e radiazione.

Come vengono realizzati i dissipatori di calore?

Il processo di produzione dei radiatori varia a seconda della tipologia, del materiale e dei requisiti prestazionali. Di seguito, prenderemo come esempio i metodi più comuni per spiegare i principali processi di produzione. L'estrusione è il metodo più comune per la produzione di radiatori in alluminio, offrendo un processo di produzione semplice ed economico, in particolare per quelli con alette di forma uniforme.

Le fasi sono le seguenti: in primo luogo, viene realizzato uno stampo in acciaio in base alla forma e al numero di alette. La billetta in lega di alluminio viene riscaldata fino a uno stato parzialmente fuso a una temperatura compresa tra 480 °C e 520 °C e quindi spinta con forza attraverso di essa con un pistone idraulico per formare il profilo del radiatore progettato per lo stampo. Il profilo viene quindi raffreddato su un tavolo di raffreddamento per fissarne la forma, quindi raddrizzato. Il profilo viene quindi tagliato alla lunghezza richiesta per formare singoli gruppi di alette. La base del radiatore viene sottoposta a lavorazioni di precisione come fresatura e rettifica, e viene anodizzata o verniciata a spruzzo con vernice nera. Infine, il gruppo di alette lavorato viene assemblato con componenti come tubi di calore e ventole per formare un prodotto completo con dissipatore di calore.