Công nghệ tản nhiệt của đèn led: Chế tạo, đặc điểm, kiểu dáng

 A.Công nghệ chế tạo tản nhiệt của đèn led

Các loại bộ tản nhiệt của đèn Led

 Đèn led ngày càng thay thế đèn truyền thống trong cuộc sống chúng ta, bộ phận tản nhiệt của đèn led trở thành 1 phần không thể thiếu của bộ đèn, và là một trong 3 thành phần chính bên cạnh Driver, chip led, 3 thành phần này quyết định giá thành và chất lượng của 1 bộ đèn. Trên thị trường rất nhiều loại vỏ và bộ phận tản nhiệt với các chất liệu nhôm khác nhau, từ các loại đèn led Blub, đèn led downlight  panel siêu mỏng, đèn led downlight mặt phẳng sử dụng các chip SMD công suất nhỏ cho đến các bộ đèn led công suất lớn sử dụng bóng led 1W, 3W, COB…Công suất càng lớn, vấn đề tản nhiệt càng khó xử lý. Từ nhiều góc độ khác nhau, kỹ thuật gia công tản nhiệt đã trở thành và quyết định đến tính năng ‘sống còn’ của bộ phận tản nhiệt, đặc biệt đối với các bộ đèn led có công suất lớn, tuy nhiên cơ bản chủ yếu đều dựa trên các nền tảng công nghệ sản xuất dưới đây:

. Công nghệ đúc bằng khuôn (Die casting process)

.Công nghệ tiện (CNC)

. Và gần đây xuất hiện bộ tản nhiệt đồng nhất được sản xuất bởi công nghệ mới gọi là rèn nguội(Cold Forged)

 B.Đặc điểm công nghệ chế tạo tản nhiệt của đèn Led

 Chúng ta cùng nhau lần lượt phân tích đặc điểm của 3 loại công nghệ gia công tản nhiệt này(chủ yếu là của các bộ đèn downlight âm trần công suất lớn sử dụng bóng 1W, 3W, COB..)

1. Công nghệ đúc bằng khuôn:

      Vật liệu sử dụng thường là hỗn hợp nhôm và kẽm, hay nhôm thô, nhôm đúc. Độ dẫn nhiệt của hợp kim nhôm kẽm đúc khoảng 96W/M.K, sau khi thêm các thành phần phụ chống oxi hóa, phun sơn bề mặt hay mạ điện thì thực tế độ dẫn nhiệt sẽ kém đi một chút, các lá nhôm tản nhiệt sẽ rất dày, diện tích tản nhiệt nhỏ, đối với tản nhiệt sẽ bất lợi. Rất nhiều đèn spotlight truyền thống loại 1W-3W sử dụng công nghệ này, giá thành sản xuất thấp, tốc độ sản xuất nhanh, nhưng tản nhiệt tương đối kém. Do bề mặt tản nhiệt của nhôm đúc chỉ được phun dầu hoặc mạ điện, không thể anod hóa, sử dụng lâu ngày sẽ có hiện tượng bong tróc, ảnh hưởng đến thẩm mỹ. Hơn nữa tản nhiệt led làm từ khuông đúc thường dùng chất liệu ADC12, giá thành khuôn cao, thời gian làm khuôn mất nhiều thời gian, thông thường cần 30-45 ngày.

 Nhôm đúc thường là nhôm thô, hàm lượng nhôm thấp nên tản nhiệt kém, các lá nhôm dày, khó gia công theo yêu cầu, độ cứng cao

2. Công nghệ tiện CNC:

  Thường dùng hợp kim nhôm 6063, độ dẫn nhiệt khoảng 180W/M.K, các lớp vỏ của các bộ đèn công suất lớn thường sử dụng công nghệ này, các phần lá nhôm tản nhiệt có thể làm nhỏ tới 1mm, có thể chế tạo đến mức tinh xảo, diện tích tản nhiệt lớn, tính năng tản nhiệt tốt. Với bộ tản nhiệt kiểu hoa hướng dương của đèn led downlight cùng kích cỡ với nhau thì hiệu quả tản nhiệt của bộ tản nhiệt làm từ công nghệ tiện cao gấp 1/3 so với bộ tản nhiệt đúc bằng khuôn đúc. Tuy nhiên, đối với tản nhiệt kiểu hoa hướng dương do phần đáy và các lá nhôm được tách rời gia công sau đó mới được tán lại với nhau, hơn nữa phần tán phải được kiểm soát rất chặt chẽ nếu không sẽ dẫn đến không khít gây hỏng sản phẩm, do vậy phần ghép tán này không tránh khỏi sản sinh nhiệt trở, ảnh hưởng đến hiệu qủa tản nhiệt, sử dụng thời gian dài còn có khả năng do giãn nở nhiệt mà xuất hiện các vết nứt trên sản phẩm

Bộ tản nhiệt nhôm lá (miếng)xẻ rảnh thường được xử lý qua máy tiện nên có độ tinh xảo, diện tích tản nhiệt lớn, nhẹ

Thông qua máy tiện, độ dày các lá nhôm có thể gia công ≤1mm

3. Công nghệ rèn nguội(Coled Forged):

  Bộ phận tản nhiệt đã sớm có từ rất lâu, trong đó đặc biệt là công nghệ chế tạo. Nhôm nguyên chất hay nhôm cao cấp ngày càng chiếm phần lớn thị trường, vì mục đích gia tăng diện tích các lá nhôm tản nhiệt (Fin), các nhà sản xuất đã dùng công nghệ rèn nguội (ép đùn) để gia công các bộ nhôm tản nhiệt cao cấp. Để đánh giá chất lượng bộ tản nhiệt cao cấp, chủ yếu tập trung vào độ dày đế tản nhiệt và tỷ số Pin-Fin với nhau. Pin chỉ độ cao của các lá tản nhiệt (hay bavia), Fin chỉ khoảng cách giữa các lá tản nhiệt với nhau. Tỷ số Pin-Fin là dùng độ cao của Pin(không tính phần độ dày đế) chia cho Fin, tỷ số này càng lớn nghĩa là diện tích tản nhiệt càng lớn, tản nhiệt có hiệu quả, chứng minh kỹ thuật đùn áp càng tiên tiến.

   Bộ phận tản nhiệt đồng nhất từ công nghệ rèn nguội thông thường dùng nhôm nguyên chất 1070(độ dẫn nhiệt khoảng 226W/M.K) đã qua tinh chế đặt vào khuôn khép kín, với nhiệt độ phòng, dưới lực áp suất của máy, đùn áp(kỹ thuật ép đùn)khiến nhôm trở nên mềm, dễ uốn và cho ra sản phẩm có hình dạng mong muốn. Chỉ có công đoạn cuối và lá nhôm tản nhiệt cần gia công bằng máy tiện CNC, tiết kiệm được nguyên vật liệu và thời gian gia công, giảm được giá thành sản xuất. Chúng ta đều biết hai vấn đề trở ngại cho ngành đèn led chiếu sáng phát triển và phổ biến là tính năng tản nhiệt và giá thành, tính năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt từ công nghệ rèn nguội có ưu điểm rất lớn, đặc biệt có thể dễ dàng sản xuất hàng loạt, đồng thời dự đoán trong tương lai, chi phí ứng dụng công nghệ này cũng sẽ giảm so với đúc khuôn và máy tiện

                                       Các loại đèn led COB thế hệ mới đều sử dụng bộ tản nhiệt Cold Forged

Nguồn: Sưu tập