Materiales de resina para una mejor gestión térmica en dispositivos electrónicos

Los productos SunForce™ son perlas de espuma fabricadas con resinas PPE modificadas XYRON™ que combinan las excelentes propiedades físicas de las resinas PPE modificadas (incluida la resistencia al calor, la estabilidad dimensional y la baja absorción de agua) con el peso ligero y las buenas propiedades de excipiente (flexibilidad de forma) de las espumas perladas.

Además, la combinación de resistencia al fuego y al calor permite que las espumas SunForce™ cumplan con el estricto estándar de inflamabilidad UL94 V-0 incluso en forma de material de espuma granulada.

Dado que los productos SunForce™ se fabrican mediante espumado en molde, también son ideales para la producción en masa.

Además, la estructura de burbujas independientes de las espumas SunForce™ hace que estos materiales sean excelentes aislantes térmicos.

A continuación presentamos dos aplicaciones ilustrativas que aprovechan las propiedades únicas de las espumas SunForce™ para mejorar la gestión térmica en dispositivos electrónicos.

Con los recientes avances en el rendimiento de los dispositivos electrónicos, existe una creciente demanda de una mejor eficiencia en la gestión del calor, una mayor confiabilidad y estándares de seguridad más elevados.

SunForce™ es ideal para la producción en masa de materiales aislantes de paredes delgadas y formas complejas debido a su alta resistencia al calor y resistencia al fuego (certificada según las normas UL94 V-0) derivadas del material. Se forma mediante espumación en molde utilizando perlas de diámetro pequeño como materia prima. Esto permite la producción en masa de materiales aislantes que se adaptan a las formas complejas de los componentes.

Para aplicar aislamiento a componentes complejos, los trabajadores suelen aplicar lana de vidrio o espuma de uretano a mano. Sin embargo, el uso de SunForce™ no solo mejora la eficiencia de la gestión del calor mediante un alto aislamiento térmico, sino que también contribuye a la prevención de la condensación, la reducción de la cantidad de piezas (ahorrando mano de obra y costos) y una mayor productividad y precisión del ensamblaje (lo que garantiza una calidad estable del producto) durante el ensamblaje.

Estas características permiten que SunForce™ se aplique en una amplia gama de campos que requieren alto rendimiento y alta seguridad, como componentes de refrigeración para automóviles, piezas de refrigeración para dispositivos de comunicación 5G/6G y acondicionadores de energía solar, componentes de refrigeración por agua para centros de datos y servidores de IA, separadores de aceite de motor y conductos de aire acondicionado.

Nuestro primer ejemplo utiliza protectores térmicos SunForce™ para lograr aislamiento térmico en una placa de circuito electrónico con componentes que emiten mucho calor (como los que se pueden encontrar en una unidad PCS en un generador de energía solar).

El excelente aislamiento térmico, la amplia flexibilidad de forma, la resistencia al fuego y la resistencia al calor de las espumas SunForce™ las convierten en materiales ideales para escudos térmicos para aislar las regiones que emiten calor de las regiones que no lo emiten en las placas de circuitos electrónicos.

Las figuras a continuación muestran la distribución de temperatura dentro de un dispositivo electrónico, calculada utilizando un modelo de simulación de análisis térmico, antes y después de la adición de aislamiento térmico. Fuerza solar™ Escudos térmicos para aislar los componentes que emiten mucho calor de los que no lo emiten. Estos resultados demuestran cómo las soluciones de gestión térmica SunForce™ pueden lograr reducciones significativas en las temperaturas internas de los dispositivos.

Este ejemplo demuestra cómo los protectores térmicos fabricados con espumas SunForce™ pueden simplificar la miniaturización de dispositivos electrónicos al reducir la temperatura de funcionamiento, evitar la degradación de los componentes y permitir una mayor flexibilidad en el diseño de los componentes.

Nuestro segundo ejemplo implica la instalación de conductos SunForce™ con aislamiento térmico en una placa de circuito electrónico equipada con componentes que emiten mucho calor. Esto complementa el ejemplo de protección térmica que se analizó anteriormente al presentar una forma alternativa en la que se pueden aprovechar las propiedades únicas de las espumas SunForce™ para mejorar el rendimiento de la gestión térmica en dispositivos electrónicos.

Las diferencias en las temperaturas de funcionamiento de los componentes electrónicos dan lugar a corrientes de aire por convección en el interior de los dispositivos electrónicos. En algunos casos, diversos factores (como la disposición de los componentes o la distribución de la temperatura en el interior del dispositivo) pueden conspirar para obstruir el flujo de aire a través de determinadas regiones del dispositivo, lo que degrada el rendimiento de los mecanismos de refrigeración y provoca un aumento de la temperatura de los componentes.

El problema de la obstrucción del flujo de aire surge en el sistema específico considerado en este ejemplo: una unidad PCS de células solares equipada con un ventilador de refrigeración interno, representado esquemáticamente a la izquierda en la figura siguiente. Para aliviar este problema, mejoramos el diseño instalando conductos SunForce™ con aislamiento térmico alrededor de la unidad del ventilador, como se muestra a la derecha a continuación.

Los diagramas de líneas de flujo que aparecen a continuación muestran flujos de aire simulados a través del dispositivo electrónico antes y después de la incorporación de los conductos SunForce™. Al comparar estos gráficos, vemos que los conductos crean nuevas vías para que el aire fluya a través del dispositivo, lo que garantiza flujos de aire controlados de manera uniforme en todas las etapas, desde la entrada hasta la salida. La mejora en la calidad del flujo de aire es particularmente significativa en las proximidades de los componentes que emiten calor.

Las distribuciones de temperatura simuladas se representan gráficamente a continuación: El flujo de aire controlado permitido por la presencia de los conductos produce reducciones significativas en las temperaturas de los componentes.

Este ejemplo demuestra cómo los conductos aislantes térmicamente fabricados con espumas SunForce™ pueden mejorar el control del flujo de aire en dispositivos electrónicos, reduciendo así las temperaturas de los componentes, evitando la degradación de los mismos y permitiendo una mayor flexibilidad en el diseño de los mismos.

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