user 05/11/2025 Aluminium-J , heat sink-J aluminum alloy , aluminum alloys , CAD , Die casting , Die casting Design , Efficiency , Heat Sink , STP , 금형 , 알루미늄 다이캐스팅 本稿は、「Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society」発行の論文「Heat Analysis for Heat Sink Design Using Finite Element Method」を基に作成されたハンドブックレベルの解説資料です。 1. 概要: 2. Abstract: LEDは低炭素グリーンエネルギーの照明部品として脚光を浴びています。LEDは環境に優しく、効率的で耐久性がありますが、供給電力の80%が熱エネルギーに変換されるため、極端な温度上昇は耐久性を低下させる可能性があります。温度上昇はLED素子の寿命に影響を与えるため、放熱システムは重要です。そこで本論文では、LED電球のヒートシンク形状について熱解析を行い、最適性能を得るための温度制御システムを製品に適用しました。 3. Introduction: LEDは、低炭素グリーンエネルギー時代における照明器具として注目されています。環境調和性、高いエネルギー効率、長寿命といった利点を有しますが、供給電力の80%以上が熱エネルギーに変換されるため、温度上昇が避けられず、これがLED素子の寿命に悪影響を及ぼすため、放熱システムの重要性が増しています。本論文では、ダイカスト製造法を考慮したLED電球用ヒートシンクの様々な形状について熱解析を行い、放熱システムの効率性を分析します。ヒートシンクの製造方法としては、直接押出法とダイカスト法が広く用いられていますが、本研究では特にダイカスト法に適した設計に焦点を当てています。 4. 研究の要約: 研究テーマの背景: LEDは高効率・長寿命である一方、入力エネルギーの約80%が熱に変換されるため、相当量の熱を発生します。この熱はLED照明装置の接合部温度を上昇させ、効果的に放熱されない場合、熱過負荷によるワイヤ断線、層間剥離、はんだペースト接合不良、エポキシ樹脂の黄変などを引き起こし、最終的にLEDの故障や寿命低下につながります[1,2]。したがって、ヒートシンクによる効果的な熱管理が不可欠です。 従来の研究状況: 冷却フィンを用いた受動的放熱技術は、LED電球において広く採用されている技術です。ヒートシンクの一般的な製造方法には、直接押出法とダイカスト法があります。直接押出法では均一な断面のフィンを持つヒートシンクが製造されるのに対し、ダイカスト法では様々な断面やより複雑な形状のヒートシンクの製造が可能です[Fig. 1]。本研究では、G.Liebyによって報告された[7]、[Table 1]に示すようなアルミニウムダイカスト製品の最小肉厚などのダイカストの原理を活用しています。 研究の目的: 本研究の主な目的は、特にダイカスト製造の制約を考慮して設計されたLED電球用の様々なヒートシンク形状について熱解析を行うことです。これらのヒートシンク設計の放熱効果を分析し、LED電球に最適な熱性能を提供する形状を特定することを目標としています。 核心研究: 本研究の核心は、LED電球用の3種類の異なるヒートシンク底部設計（Type (a)、Type (b)、Type (c)）に対して、有限要素法（FEM）を用いた過渡熱解析を実施することです。LED電球モデルは、LED素子、PCB、アルミニウムケース、ヒートシンクなどの部品で構成されています[Fig. 3]。ヒートシンクの設計はPro-engineerソフトウェアを用いてモデル化され[Fig. 4]、ダイカストで適用可能な最小肉厚が考慮されています[Table 1]。本研究では、シミュレーションされた動作条件下でのLED素子およびヒートシンクの温度分布を評価し、それらの熱性能を比較します。 5. 研究方法論 研究設計: 本研究では、LED電球用の3つの異なるヒートシンク底部設計（[Fig. 4]に示すType (a)、Type (b)、Type (c)）の比較分析を行いました。熱平衡状態に達するまでの時間経過に伴う温度変化を観察するために、過渡熱解析を実施しました。ヒートシンクは、ダイカスト製造原理、特にアルミニウム合金の最小肉厚に基づいて設計されました[Table 1]。 データ収集及び分析方法: [Fig. 3]に示すLED電球の構造は、ガラスキャップ、16個のLED素子、PCB、アルミニウムケース、ヒートシンク底部および上部、ソケットから構成されています。これらの構成要素は、Pro-engineerを使用して3Dモデル化されました。アルミニウム、銅、ポリカーボネート、ガラス、GaNの材料特性は、[Table 3]および[Table
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この紹介論文は、「[Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society]」によって発行された論文「[Thermal Analysis of the Heat Sink Performance using FEM]」に基づいています。 1. 概要: 2. アブストラクト: 本研究では、自然対流冷却されるピンフィンヒートシンクの熱的挙動に関する数値解析結果を検討した。ヒートシンクはプレートフィンと一体化したピンフィンで構成された。限られた内部空間に適合するように2つの異なるタイプのヒートシンクが設計された。設計された2つのタイプのヒートシンクはANSYSソフトウェアパッケージを用いて解析され、数値解析結果は2つのタイプのヒートシンクの冷却性能と比較された。シミュレーション結果は、温度分布、空気流特性、熱流束などに基づいて解析された。本研究では、冷却性能とヒートシンク内部構造およびフィン形状との相関関係を検討した。FEM（有限要素法）により、自然対流条件下でのヒートシンクタイプAの冷却性能が最良の結果であることが確認された。数値シミュレーションの結果、ヒートシンクタイプAの形状は、タイプBと比較して自然対流下で約70％高い熱伝達率を示すことが示された。 3. 緒言: 近年の電子・機械部品技術の発展により、電子機器はますます高性能化、小型化、多機能化しており、システム内部に発生する発熱部の温度を制御するためにヒートシンクが使用されている。本研究では、P型およびN型半導体で構成される熱電デバイス(TE)の一種であるペルチェ素子によって冷却されるヒートシンクを対象とする。ペルチェ素子は、発熱部の温度を適切に制御しないと、冷却部へ熱が伝導して効率が急激に低下する問題がある。このため、発熱部の温度制御にはヒートシンクが不可欠であり、一般的には平板に冷却フィンが取り付けられたヒートシンクが使用される。本研究では、内部トンネル構造を持つ2種類のヒートシンクの熱性能評価を、有限要素プログラムであるANSYSを用いて数値解析した。数値解析は自然対流状態での熱性能を比較分析し、冷却フィン形状による熱性能を評価した。また、時間経過に伴う熱伝達特性と温度分布の解析結果を基に、ヒートシンクの性能評価を予測した。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 電子機器の高性能化、小型化に伴い、内部での発熱量が増加し、これが機器の性能低下や故障の原因となっている。ヒートシンクはこれらの発熱部品の温度を管理するために使用される。特に、ペルチェモジュールのような熱電冷却素子を使用する場合、その高温側の効率的な放熱が冷却性能維持に不可欠である。 従来の研究の状況: 熱電デバイス[1-3]、特にペルチェ効果を利用した冷却器[4-6]やゼーベック効果を利用した発電機[7]に関する研究が行われてきた。ペルチェ素子のヒートポンプ現象[8]もよく知られている。一般的なヒートシンクはプレートフィン構造であり[9,10]、様々なヒートシンク設計と解析・実験による最適化が試みられてきた[11-13]。強制対流を用いたプレート型ヒートシンクに関する研究は多く[14,15]、ピンフィンヒートシンクにおける冷却フィンの高さ、直径、間隔が熱伝達に与える影響も調査されている[16]。 研究の目的: 本研究の目的は、内部トンネル構造を持つ2種類の異なる形状のヒートシンクについて、有限要素プログラムANSYSを用いて熱性能を評価することである。自然対流条件下での数値解析を通じて、冷却フィン形状による冷却性能を比較分析する。さらに、時間経過に伴う熱伝達特性と温度分布の解析結果に基づいて、ヒートシンクの性能を予測することを目指す。 核心研究: 本研究の核心は、内部トンネル構造とピンフィンを持つ2つの異なるヒートシンク形状（タイプA、タイプB）を設計し、3Dモデリングを行うことである。これらの設計に対し、ANSYSソフトウェアを用いて自然対流条件下での過渡熱解析を実施した。研究は、温度分布、熱流束、および全体の熱伝達率を比較検討することにより、与えられた制約条件下でより効果的な設計を特定することに焦点を当てている。 5. 研究方法論 研究設計: 内部にピンフィン構造を持つ2種類のヒートシンク、タイプAおよびタイプBをPro-Eソフトウェアを用いて設計した。ヒートシンクの材料にはアルミニウム(AL6061)を選定した。これらの設計の熱性能は、ANSYS FEMソフトウェアパッケージを用いた過渡熱解析により、特に自然対流条件下で評価した。 データ収集および分析方法: 解析は、フーリエの熱伝導法則（論文中 Eq. 1, 2）、ニュートンの冷却法則（Eq. 3）、およびフィンの有効性（Eq. 4）といった基本的な熱伝達原理に基づいている。数値シミュレーション（FEM）はANSYSを使用して実施した。シミュレーションの境界条件は以下の通りである： 研究トピックと範囲: 本研究の範囲は以下を含む： 6. 主要な結果: 主要な結果: 図表名リスト: 7. 結論: 本論文では、内部トンネル構造を持つピンフィンとプレートフィンで構成されるヒートシンクの自然対流条件下での熱性能を、数値解析の過渡熱解析を通じて確認した。数値解析は、自然対流状態での冷却性能を比較分析し、冷却フィン形状による熱性能を評価した。数値解析の結果、形状Aのヒートシンクが形状Bのヒートシンクよりも自然対流条件下で熱伝達率が約70%以上向上することが確認されたが、これは発生する熱を効率的に放熱する空気との接触面積が広く、空気流動や熱伝達率が向上したためである。また、時間変化に伴う温度分布も、形状Aのヒートシンクがフィンの中心方向に向かって低い温度分布を示す結果が得られた。本論文を通じて、ヒートシンクの構造およびフィン形状による冷却性能の相関関係を導き出すことができ、設計された形状別ヒートシンクの温度分布、熱流束に関する数値解析を通じて、形状Aのヒートシンクが良い結果を得ることができた。ヒートシンクの高さとフィン長さが増加するほど冷却性能が向上することが示された。したがって、フィン高さおよび長さの増加による伝熱面積の増加はヒートシンクの冷却性能向上に役立つが、特殊金型のような全体的なシステムの大きさを考慮して、適切なフィン高さと長さ、すなわち内部形状構造を考慮して選択しなければならない。本研究の結果を活用して、一般的なヒートシンク型自然対流放熱装置を設計する場合、ヒートシンクの内部形状および構造を考慮して適切な設計が可能になると予測される。 8.
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user 05/09/2025 Aluminium-J , automotive-J , heat sink-J , Technical Data-J Applications , CAD , CFD , cold plate , Computational fluid dynamics (CFD) , cooling solutions , Efficiency , Heat Sink , 자동차 , 히트 싱크 本稿は、「7th. Int. Conf. on Thermal, Mechanical and Multiphysics Simulation and Experiments in Micro-Electronics and Micro-Systems, EuroSimE 2006」に掲載された論文「Thermal Management of Bright LEDs for Automotive Applications」に基づいています。 1. 概要: 2. 要旨: 高輝度白色発光ダイオード（LED）は、屋外照明、タスク照明、装飾照明、さらには航空機や自動車の照明（自動車のヘッドライトを含む）など、多くの照明用途で非常に有望であることが示されています。本稿の目的は、自動車用途におけるこのようなLEDの冷却ソリューションを調査することです。本研究では、デバイスから基板、システムレベルまでの熱設計が実施され、最適な熱性能を見つけるための最適化作業が行われました。自然対流と強制対流の両方が検討され、この特定の用途における各ケースについて結論が導き出されています。 3. 緒言: GaNベースの材料技術の進歩に伴い、高輝度白色LED技術は過去数年間で飛躍的に発展しました。小型パッケージサイズ、スタイリングの柔軟性、白熱光源に対する優れた性能により、LEDはブレーキランプ、方向指示器、テールランプなど、今日の多くの自動車外装に広く使用されており、一部のコンセプトカーでは前方照明としても登場しています。しかし、現在、ヘッドライト用途に特化したLEDはありません。現在、LEDは生産車両向けには高コストなソリューションであり、十分なルーメン出力を提供していません。法的要件では、ヘッドランプにはランプあたり750 lmが必要とされています。しかし、現在の平均的な高輝度LEDの出力はわずか40 lm/Wであるため、基準を満たすためにはより多くのLEDとより高い駆動電力が必要となります。光出力の要求が高まるにつれて、LEDの駆動電力は継続的に増加します。LEDパッケージの熱管理は、これらのデバイスの効率、性能、信頼性に大きな影響を与えるため、ますます重要になっています。ダイオード接合部温度の上昇の結果、LED効率の低下と発光波長のシフトが生じます。したがって、高効率と比較的固定された波長を達成するためには、LEDを最大動作温度（すなわち125°C未満）よりも十分に低く保つための熱ソリューションが望まれます。これを達成するために、熱ソリューションは包括的であり、デバイス、パッケージ、基板、システムレベルのすべてのレベルで熱問題に対処する必要があります。この用途では、市販のベアダイ高輝度LEDが使用されます。適切な熱管理ソリューションの探索をサポートするために、すべてのレベルで計算流体力学（CFD）を使用した熱シミュレーションが実施されました。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: LEDからの光出力増加の要求は、より高い駆動電力につながり、その効率、性能、信頼性のために効果的な熱管理が不可欠となります。LED接合部温度の上昇は、効率の低下と発光波長のシフトをもたらします。自動車用途、特にヘッドライトでは、最適で安定した性能を確保するために、LED接合部温度を最大動作限界（例：125°C未満）よりも十分に低く維持することが重要です。 従来の研究の状況: 本論文では、LEDは自動車の外装照明に一般的であるが、ヘッドライト用途に特化したLEDはまだ標準ではないと指摘しています。現在のLEDは高価であり、ヘッドランプにはランプあたり750 lmが必要とされる生産車両には十分なルーメン出力を提供していません。現在の高輝度LEDが約40 lm/Wを出力することを考えると、必要な照明を達成するには、より多くのLEDをより高い電力レベルで動作させる必要があり、それによって高度な熱管理戦略の重要な必要性が強調されます。 研究の目的: 本稿の主な目的は、自動車用途、特にヘッドライトに使用される高輝度LEDの最適な冷却ソリューションを調査し、特定することです。この研究には、デバイスレベルから基板およびシステムレベルまでの包括的な熱設計プロセスと、可能な限り最高の熱性能を達成するための最適化作業が含まれます。この研究では、自然対流と強制対流の両方の冷却方法を検討しています。 研究の核心: 研究の核心は、15個のCree XBright900 LEDで構成されるシステムの熱設計と最適化でした。各LEDは最大2.5Wの熱を発生させることができ、5枚の基板にそれぞれ3個のLEDが配置されました。研究の主な側面は次のとおりです。 5. 研究方法論 研究デザイン: 本研究では、LEDダイ（デバイスレベル）からパッケージ、絶縁金属基板（IMS基板）、そしてヒートシンクとその動作環境（例：ヘッドライトエンクロージャ）を含むシステムレベルまでの熱管理問題に対処する、多段階の熱設計戦略を採用しました。反復的な最適化手法は、特にヒートシンクの設計プロセスにおいて中心的であり、相反する設計パラメータ（例：熱性能対重量、サイズ、製造可能性）のバランスをとることを目的としました。この研究は、Cree XBright900 LEDを使用するシステムに焦点を当て、5枚の基板に15個のLEDを分散させた構成（基板あたり3個のLED）で行われました。 データ収集と分析方法:
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user 05/08/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Applications , AUTOMOTIVE Parts , CAD , Computer simulation , Die casting , Efficiency , Heat Sink , High pressure die casting , 금형 本紹介論文は、「[INTERNATIONAL JOURNAL OF INNOVATIONS IN ENGINEERING RESEARCH AND TECHNOLOGY [IJIERT] (NOVATEUR PUBLICATIONS)]」によって発行された論文「[DEVELOPMENT AND APPLICATION OF CASTING DISTORTION & COMPENSATION TECHNOLOGY BASED ON AUTOMATIC ITERATION METHOD]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 鋳造のそりや変形は、ダイカスト生産においてしばしば遭遇する主要な欠陥の一つであり、解決が非常に困難です。従来の方法には、低効率、重労働、劣悪な作業環境といった問題がありました。本稿では、Cast-Designerが新たに開発した変形補正ソルバーDCS（Distortion Compensation Solver）を紹介します。これは、事前に鋳造の変形やそりを予測し、自動繰り返し最適化技術によって公差要件を満たす鋳造製品を見つけることができます。このようなツールと技術により、鋳造変形を効果的に低減し、直接的に機械加工要件を満たすことが可能になります。 3. 緒言: 先進的な製造技術として、ダイカストは高い寸法精度、良好な機械的特性、高い生産効率という利点を持っています。自動車用アルミニウムおよびアルミニウム-マグネシウム合金部品の生産において、強力な技術的・経済的優位性があります。しかし、様々な理由から、多くのダイカストアルミニウム部品では、初期設計段階で製造要因がほとんど考慮されていません。複雑な構造、大きな肉厚差、高い精度要求は、ダイカストの開発と生産において大きな課題となります。中でも、変形やそりの欠陥は、複雑な鋳造品において一般的で制御が難しい問題の一つです。鋳造変形欠陥は、不適切な鋳造品設計、突き出し時のアンバランス、金型温度の不均衡など、多くの原因によって引き起こされます。変形欠陥が鋳造品の品質に与える影響は主に以下の通りです：1) 鋳造品の寸法精度への影響；2) 後工程の機械加工への影響；3) 鋳造後に深い機械加工が必要な部品の場合、鋳造品表面の緻密層が除去されることで内部の巣欠陥（気孔や収縮など）が露出し、鋳造品の外観やシール性能（シール要件のある部品の場合）に影響を与える。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 鋳造変形（そり）は、ダイカスト生産における重要かつ解決困難な欠陥です。これは、不適切な鋳造品設計、突き出し時の不均衡な力、不均一な金型温度など、様々な原因から生じます。この欠陥は、鋳造品の寸法精度を損ない、必要な後工程の機械加工を複雑にします。鋳造後に大幅な材料除去が必要な部品の場合、変形によって気孔や収縮といった内部欠陥が露呈する可能性があります。 従来の研究状況: 鋳造変形を管理するための従来の方法には以下が含まれます： 研究の目的: 本稿では、Cast-Designerが新たに開発したDistortion Compensation Solver (DCS)を紹介します。この研究は、事前に鋳造の変形やそりを予測し、自動繰り返し最適化を利用して公差要件を満たす鋳造製品を見つける技術を実証することを目的としています。目標は、鋳造変形を効果的に低減し、従来の方法の限界を克服して、直接的に機械加工要件を満たすことです。 中核研究: 研究の中核は、Cast-Designerソフトウェアスイート内で開発されたDistortion Compensation Solver (DCS)技術に焦点を当てています。この技術は自動繰り返し法を採用しています。まず、有限要素解析を用いて熱応力と機械的応力、およびそれによって生じる変形を計算する、鋳造プロセスの正確なシミュレーションから始まります。予測された変形に基づいて、DCSは予測された変形の反対方向に補正を適用することにより、金型キャビティ形状を繰り返し修正します。このプロセスは、凝固および冷却後の最終的な鋳造品が指定された寸法公差内に収まるようにすることを目的としています。 5.
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user 04/02/2025 Aluminium-J , heat sink-J , Technical Data-J Air cooling , air-cooled heat sinks , Applications , CAD , cold plate , cooling solutions , Efficiency , Heat Sink , heat spreader , Review この紹介論文は、「Heat Transfer Engineering」に掲載された論文「Challenges in Cooling Design of CPU Packages for High-Performance Servers」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 高性能サーバーのCPUパッケージにおける高密度かつ非対称な放熱に対処する冷却技術について論じる。熱管理スキームと関連技術の開発を、産業応用の観点からレビューする。特に、パッケージ内の熱伝導とパッケージ/ヒートシンクモジュールからの熱除去に注目する。高性能マイクロプロセッサの消費電力とパッケージ冷却特性を分析する。チップ/ヒートスプレッダアセンブリにおけるインジウム-銀合金の熱的・機械的性能を研究した、新しい金属系熱界面技術の開発を紹介する。また、ダイヤモンド複合放熱材料など、他の熱管理材料に関する研究についても報告する。ヒートパイプとベイパーチャンバーの強化された熱拡散能力を示すために、いくつかの実際のパッケージ設計について説明する。 3. はじめに: 高性能コンピュータサーバーは、重要なデータ処理能力と計算能力が要求される最先端の研究、開発、サービス分野で広く利用されている。これらのサーバーには、高速かつ大規模な伝送性能に加え、高い信頼性、高効率、そして低消費電力、小型化、低騒音などの環境適合性が求められる。高性能マイクロプロセッサ（CPU）の消費電力は継続的に増加している。さらに、小型化と設計の複雑化は、プロセッサ内の電力分布を非常に非対称にしており、一部の局所領域ではチップ平均よりもはるかに高い電力密度が生じ、いわゆる「ホットスポット」が発生する。これらのホットスポットは、局所的な温度上昇とチップ全体にわたる大きな温度勾配を引き起こし、プロセッサの性能と信頼性に悪影響を与え、冷却効率も低下させる。加えて、高密度パッケージングによる局所的な周囲温度の上昇と、高い信頼性を確保しリーク電流を抑制するための接合部温度低下の要求により、温度バジェット（許容温度範囲）が縮小し、高性能プロセッサパッケージの熱管理における課題が増大している。パッケージレベルでの冷却能力は、プロセッサのアーキテクチャと設計にとって極めて重要であり、サーバーメーカーの研究開発における主要な焦点と考えられている[1-3]。典型的な高性能プロセッサパッケージの構造（図1）は、第1レベルの熱界面材料（TIM-1）を介してチップに接着された統合ヒートスプレッダ（IHS）を特徴とする。TIM-1はチップとIHSを熱的および機械的に結合する。IHSはチップからの熱をより広い領域に拡散させ、非対称な電力分布によって引き起こされるチップ上の温度勾配を最小限に抑える。空冷ヒートシンクは、第2レベルの熱界面材料（TIM-2）を間に挟んでIHSに取り付けられ、ヒートシンクフィンから周囲の空気へと熱を放散する。本研究では、プロセッサの消費電力特性の分析と関連するパッケージ冷却技術のレビューに基づき、高密度かつ非対称な消費電力への対応における課題を議論する。これには、チップとそのヒートスプレッダを結合するための新しい金属系熱界面技術の特性、複合放熱材料の効果などが含まれる。 4. 研究の要約: 研究テーマの背景: 高性能サーバー向けCPUにおける消費電力の増加、電力密度の増大、特に非対称な電力分布（ホットスポット）は、深刻な熱管理の課題を引き起こしている。これらの課題は、小型化のトレンドと許容動作温度範囲の縮小によってさらに悪化し、サーバーの性能、信頼性、冷却効率に影響を与えている。パッケージレベルでの効果的な冷却が不可欠である。 先行研究の状況: 高性能サーバーCPUパッケージには、様々な冷却技術が適用されてきた。例としては以下のようなものがある： 研究の目的: 本研究の目的は以下の通りである： 研究の核心: 本研究の核心は以下の点にある： 5. 研究方法: 研究デザイン: 本論文はレビューと分析のアプローチを採用している。業界の実践、公開された文献、技術ロードマップ、著者によって実施または引用された特定の技術調査（モデリング、シミュレーション、実験を含む可能性がある）からの情報を統合している。高性能サーバーCPU向けの冷却技術における課題を特定し、その進歩を提示することに焦点を当てている。 データ収集・分析方法: 研究テーマと範囲: 本研究は、高性能サーバーにおけるCPUパッケージの熱管理の課題と解決策を対象とする。主なトピックは以下の通りである： 6. 主な結果: 主な結果: 図のリスト: 7. 結論: 高性能サーバー向けCPUパッケージの熱管理は、消費電力の増加、密度の増大、非対称性（ホットスポット）、小型化、デバイスの複雑化により、重大な課題に直面している。本論文ではこれらの課題を議論し、CPU消費電力の特性をレビューし、先進的な熱ソリューションに関する調査結果を提示した。探求された主要な領域には、先進的な熱界面材料（TIM-1用の金属系In-10Agなど）、高熱伝導率の放熱材料（複合材を含む）、空冷ヒートシンクの冷却能力を強化する方法（ヒートパイプやベイパーチャンバーの使用）が含まれる。産業界は、コスト効率の良い従来の冷却技術の限界を押し広げると同時に、将来の高性能プロセッサの熱要求を満たすために先進的なソリューションを積極的に追求するという、極めて重要な必要性に直面している。 8. 参考文献: 9. 著作権: この資料は上記の論文に基づいて要約されたものであり、商業目的での無断使用を禁じます。Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.
user 04/02/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Al-Si alloy , Aluminum Casting , Aluminum Die casting , AUTOMOTIVE Parts , CAD , Die casting , Heat Sink , High pressure die casting , High pressure die casting (HPDC) , Sand casting , 알루미늄 다이캐스팅 本紹介資料は、「[The Eurasia Proceedings of Science, Technology, Engineering & Mathematics (EPSTEM)]」によって発行された論文「[New Trends in Aluminum Die Casting Alloys for Automotive Applications]」に基づいています。 1. 概要： 2. 抄録 (Abstract): 生態系のバランスを保つため、燃料消費を削減するための新しい技術が開発されています。これらの新技術の中で、アルミニウムやマグネシウムなどの軽合金の使用は、自動車用途において非常に重要性を増しています。軽量性、リサイクル性、機械加工性、耐食性といったアルミニウム合金の利点は、これらの合金の適用分野を拡大させました。これらのアルミニウム合金の特性により、燃料節約型の軽量材料選択は自動車部品にとって重要な役割を果たします。アルミニウムの用途は、自動車だけでなく、航空宇宙、スペースシャトル、船舶、防衛用途にも広がっています。製造方法によると、アルミニウム合金は一般的に鋳造、圧延、鍛造、押出に分類されます。アルミニウムダイカスト合金は、一般的にサスペンションシステム、エンジン、ギア部品の製造に使用されます。しかし、アルミニウム鋳造技術の発展に伴い、アルミニウムダイカスト法によって複数のボディ部品を一体で製造することが可能になりました。特に電気自動車においては、アルミニウムダイカスト部品の数が増加すると予測されています。本研究では、自動車産業におけるアルミニウムダイカスト合金使用の重要性を強調します。アルミニウムダイカスト合金開発に関するこれまでの研究と動向も要約します。 3. 序論 (Introduction): 近年、軽量材料の使用による重量削減は、燃費向上と有害排出物削減において重要な役割を果たしています。自動車用途向けの軽量構造設計によるCO2排出削減の重要性は、中強度アルミニウム合金の使用増加につながりました(Taub et al, 2007)。鋼部品を高強度アルミニウム合金に置き換えることは、軽量化のための自動車産業の注目点となりました(Baser, 2012)。アルミニウムは、地球上で供給可能な2番目の金属元素と見なすことができます。今日の産業において鋼鉄に次いで最も使用される材料です。アルミニウム合金は、その軽量性、低密度、良好な成形性、高い耐食性の特性により広く好まれています(Cuniberti et al, 2010)。 過去10年間の省エネルギーに関する研究は、軽量で経済的な車両の生産が燃料消費削減に重要な役割を果たすことを明らかにしています。アルミニウム合金は、乗用車、バス、主に列車、さらには船舶用途の建造物にも広く好まれています(Zeytin, 2000)。実際、アルミニウム合金は航空・防衛産業で長年使用されてきました。航空・防衛用途で見られた利点により、自動車産業へのアルミニウムの適用が始まりました。 4. 研究の要約 (Summary of the study): 研究テーマの背景 (Background of the research topic): 生態系のバランスと燃料消費削減の必要性が、新しい自動車技術の開発を推進し、アルミニウムのような軽合金の使用を強調しています。アルミニウム固有の利点（軽量性、リサイクル性、機械加工性、耐食性）は、自動車部品だけでなく、航空宇宙、船舶、防衛分野における燃料節約型の軽量材料選択にとって重要です。アルミニウム合金は鋳造、圧延、鍛造、押出によって製造され、ダイカストはサスペンションシステム、エンジン、ギア部品に一般的に使用されます。発展する鋳造技術は、特に電気自動車（EV）に関連する大型の一体型ボディ部品の生産を可能にしています。 先行研究の状況 (Status of previous
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この紹介論文は、[Applied Thermal Engineering]誌に掲載された論文「Medium temperature heat pipes – Applications, challenges and future direction（中温ヒートパイプ – 応用、課題、および将来の方向性）」の研究内容です。 1. 概要: 2. 抄録 ヒートパイプは、特に航空宇宙、電子機器、自動車、発電業界において、熱管理に利用されてきました。動作温度範囲によって、特定の流体とケーシング材料が必要になります。300～600℃（「中温」または「中間温度」）の範囲で動作するヒートパイプの需要が高まっていますが、適切な作動流体が不足しているため、開発が進んでいません。本論文は、中温ヒートパイプの開発における主要な取り組みを要約し、有望な作動流体と壁材料に焦点を当てています。（a）現在のアプリケーション、（b）中温作動流体の研究、（c）ヒートパイプの性能予測の原理、（d）新規ヒートパイプ作動流体を中心とした今後の研究の方向性、および標準化された流体評価フレームワークについて検討しています。 3. 研究背景: 研究テーマの背景: 電力密度が増加しているため、最新のエンジニアリングにおいて熱管理は不可欠です。ヒートパイプは、従来の固体材料と比較して優れた熱伝達能力を提供します。 従来の研究の状況: ヒートパイプは、極低温から高温まで、さまざまな温度範囲に対応して開発されてきました。しかし、中温域（300～600℃）では、作動流体の選択肢が限られているという課題があります。既存の研究は、長期的な適合性試験に重点が置かれ、分析的アプローチが限定的であるなど、一貫性に欠けることがよくあります。 研究の必要性: 中温域のヒートパイプの需要は高まっていますが、適切な作動流体が不足しているため、開発が妨げられています。従来の研究は断片的であり、包括的な解決策がありません。 4. 研究目的と研究課題: 研究目的: 中温ヒートパイプの開発における主要な取り組みを要約し、最も有望な作動流体と壁材料を明らかにすること。 主要な研究課題: (a) 中温ヒートパイプの恩恵を受ける可能性のある現在のアプリケーション、(b) 中温作動流体に関する既存の研究、(c) ヒートパイプの性能予測、流体分析、流体/金属の適合性、および流体選択の背後にある原理、(d) 特に新規ヒートパイプ作動流体に焦点を当てた、潜在的な将来の研究の方向性。 5. 研究方法 この論文は文献レビューです。中温ヒートパイプに関する既存の研究を要約し、分析しています。本論文では、現在のアプリケーション、中温作動流体に関する以前の研究、ヒートパイプの性能の原理、および将来の研究の方向性を探ります。流体評価フレームワークが提案されています。研究デザインは、実験的研究、数値モデリング、理論的分析を含む、発表された文献のレビューと分析です。データ収集には、Scopus.com [29] などのデータベースで関連する出版物を検索することが含まれていました。分析には、研究結果の定性的評価と、流体特性および性能の定量的比較が含まれます。 6. 主要な研究結果: 主要な研究結果と提示されたデータ分析: 図表名リスト: 7. 結論: 主要な調査結果の要約: 中温ヒートパイプの必要性が高まっています。有機流体は、一般的に400℃以上では不適切です。ハロゲン化物系流体は、限られた性能を示します。液体金属は、理論的には最高の性能を示しますが、実際的な課題に直面しています。一部の混合物は有望ですが、データが不足しています。{研究結果の要約。研究の学術的意義、研究の実用的な意味}本論文は、特に新しい作動流体の開発と特性評価において、さらなる研究が必要であると結論付けています。標準化された流体評価フレームワークが、研究を加速するために提案されています。中央データベースとヒートパイプモデリングツールの開発が不可欠です。 8. 参考文献: (省略：原文の参考文献リストを参照) 9. 著作権:
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user 03/21/2025 Aluminium-J , Technical Data-J aluminum alloy , Aluminum Die casting , AZ91D , CAD , Casting Technique , Die casting , Die Casting Congress , Heat Sink , High pressure die casting , Microstructure , Permanent mold casting , Sand casting , 금형 本紹介資料は、[MDPI] が発行した [“Manufacturing of Aluminum Alloy Parts from Recycled Feedstock by PIG Die-Casting and Hot Stamping”] 論文の研究内容です。 1. 概要: 2. 要約 PIG (Pin-Injection-Gate) ダイカストとホットスタンピングは、リサイクル原料から小型および薄肉のアルミニウム合金部品を製造するために開発されました。 純アルミニウムおよびアルミニウム合金顆粒が、リサイクル材料の供給原料モデルとして利用されました。 製品の3D-CAD (Computer Aided Design) から推定された重量で測定された顆粒の質量は、射出前にPIGノズルに投入されました。 PIGノズルユニット内で誘導加熱によって急速に溶融した後、アルミニウム溶湯はPIGノズルを通ってダイキャビティに射出されました。 従来のダイカストシステムとは異なり、溶融アルミニウムストックを保管するための炉やるつぼは必要ありませんでした。 大型のローディングマシンを備えたクランプ機構も必要ないため、鋳造時のエネルギー消費を大幅に削減できました。 これらのプロセスでは、廃棄物が大幅に削減されました。 製品対廃棄物の比率、つまり材料効率はほぼ100%でした。 窒素過飽和とTiAlNコーティングは、アルミニウム溶湯からの激しい付着からPIGノズルとスタンピングダイ表面を保護するために使用されました。 純アルミニウム歯車と薄肉の携帯電話ケースがこのプロセスで製造されました。 X線トモグラフィーにより、両製品とも内部に空洞、気孔、収縮がないことが確認されました。 ホットスタンピングユニットを使用して、微細柱状の純アルミニウムヒートシンクを製造し、微細柱の高さと幅のアスペクト比に対する保持温度の影響を調査しました。 3. 研究背景: 研究テーマの背景: カーボンニュートラルな持続可能な社会において、環境に配慮した製造の必要性が高まっています[1]。 固体リサイクルは、再溶解せずに使用済みアルミニウム合金を再処理する方法を提供します[2]。 先行研究の現状: 以前の研究には、アルミニウム合金スクラップの温間および熱間押出などの固体リサイクル方法が含まれます[3]。 従来のダイカスト[4]は、ネットシェイプ成形に効果的ですが、エネルギーを大量に消費します。 既存のPIGダイカストシステムは、特に小型および薄肉部品について、従来のダイカストのいくつかの制限に対処しています[5-7]。 研究の必要性: 従来のダイカストでは、大型の炉とかなりの型締め力が必要となり、エネルギー消費量と材料の無駄が多くなります。 特にアルミニウムのリサイクルには、より効率的なプロセスが必要です。 4. 研究目的と研究課題: 研究目的: リサイクル原料からアルミニウム合金部品を効率的に生産するために、ホットスタンピングと統合された高度なPIGダイカストシステムを開発すること。
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この紹介論文は、Int. J. Corros. Scale Inhib.誌に掲載された論文「Improvement and stabilization of the electrochemical properties of zinc alloys during casting」の研究内容です。 1. 概要: 2. 概要 (Abstract) 鋳造犠牲ガルバニック陽極合金の「金属-電解質」系における電気化学的不均一性が出現する主な理由は、金属の性質、組成、構造などに関連する内部要因です。鋳造陽極製造技術を開発する際には、合金の構造的均質性を確保することに特別な注意を払う必要があります。鋳造陽極の構造と基本特性の形成に主要な役割を果たすのは、鋳型内の溶融物の凝固条件に影響を与える熱的プロセスです。この論文では、冷却条件に応じた鋳造亜鉛犠牲合金(ZSA)の構造と基本的な電気化学的特性に関する研究結果を提示します。さまざまな冷却強度での凝固する金属(金属が冷却されるとき)と形状(鋳型が加熱されるとき)の温度場解析により、鋳造サイクル時間を最適化することができました。これは、鋳型の初期温度によって決定される冷却条件を考慮して、トレッド全体の厚さにわたって材料の均一な構造と安定した電気化学的特性を保証します。例えば、18kgの亜鉛合金トレッドを鋳造する場合、鋳造前の鋳型温度は120〜160℃である必要があります。これらの条件下で、鋳造犠牲陽極合金の必要な品質が達成されます: 電流容量-効率 93–96%; 腐食電位 –Ec = 815–820 mV vs. SHE。必要な鋳造サイクル時間は10〜14分です。さまざまな形状とサイズの犠牲陽極についても同様のデータが得られました。数値シミュレーション法を用いた亜鉛陽極と鋳造鋳型(砂-粘土、鋳鉄、鋼鉄水冷式)の熱的相互作用に関する研究結果に基づいて、水冷式鋳型に陽極を鋳造することが妥当であり、熱除去と鋳造トレッドの均一な構造を得るための最も有利な条件を提供します。得られた結果に基づいて、さまざまなサイズの亜鉛陽極鋳造技術が開発され、高く安定した電気化学的特性を提供します。 3. 研究背景: 研究テーマの背景: 先行研究の現状: 研究の必要性: 4. 研究目的と研究課題: 研究目的: 主要な研究: 5. 研究方法 6. 主要な研究結果: 主要な研究結果と提示されたデータ分析: 図の名称リスト: 7. 結論: 主要な調査結果の要約: 今後の研究の可能性: 8. 参考文献: 9. 著作権: この資料は、上記の論文を紹介するために作成されたものであり、商業目的での無断使用を禁じます。Copyright
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この論文の要約は、[Int. J. of Applied Mechanics and Engineering (IJME)]で発表された論文「[AN OVERVIEW OF HEAT SINK TECHNOLOGY]」に基づいています。 1. 概要: 2. 研究背景: 3. 研究目的と研究課題: 4. 研究方法 5. 主な研究成果: 6. 結論と考察: 7. 今後のフォローアップ研究: 8. 参考文献: 9. 著作権: この資料は上記の論文に基づいて要約されたものであり、商業目的での無断使用は禁止されています。Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.
![[Fig. 3] Structure of LED light bulbs](https://castman.co.kr/wp-content/uploads/image-2232-570x342.webp)
![[Fig. 3] Temperature distribution of heat sink](https://castman.co.kr/wp-content/uploads/image-2228-570x342.webp)
![Fig. 5. STRATFLY MR3 Hypersonic vehicle concept by Fusaro et al. [78].](https://castman.co.kr/wp-content/uploads/image-1638-570x342.webp)
