Kühlkörper aus Alu oder doch Kupfer?

    Hallo.




    Ich bin neu hier und das ist mein erster Beitrag :D . Da ich schon wochenlang das Forum duchrstöbert habe, bin ich jetzt neugierig geworden, habe mich registriert und will nun auch ein wenig mit LEDS experimentieren. Ich bin gelernter Elektriker, mache gerade eine zweite Ausbildung zum Kfz-Mechatroniker und betreibe seit rund 12 Jahren RC-Flugmodellbau. Also mit dem Lötkolben kann ich schon umgehen und einige(wenige :rolleyes: ) Grundkenntnisse im Bereich Elektrik/Elektronik sind noch vorhanden.


    Aber nun zum eigentlichen................


    Mir ist aufgefallen das ich hier nur die Verwendung von Alukühlkörpern lesen konnte. Leitet denn Kupfer die Wärme nicht besser ab als Alu? In meinem PC den ich selbst zusammengestellt habe sind auf Prozessor, Grafikkarte und Arbeitsspeicher Kühlkörper aus Kupfer.
    Gibt es einen bestimmten Grund warum hier nur Alu verwendet wird? Kupfer läuft mit der Zeit an, aber mit einer Lackierung wäre das ja
    weitestgehend behoben und fällt als Grund schon mal weg. Ist es das Gewicht und/oder der Preis?




    Grüße
    Alex

    Zitat von Sanguinius

    Ist es das Gewicht und/oder der Preis?

    Damit hast du dir Frage eigentlich schon beantwortet. ;)
    Bei den meisten Anwendungen mit einigen wenigen der gängigen Power-LEDs à la Seoul P4, Cree XR-E, XP-G etc. ist der satte Aufpreis für Kupferkühlkörper meistens einfach nicht zu rechtfertigen, da nur wenige Watt an Abwärme abgeführt werden müssen - bei PC sieht das ja schon anders aus.
    Wenn Geld (und die höhere spezifische Dichte von Kupfer) keine Rolle spielen, ist Kupfer klar das besser geeignete Material.

    Kupfer leitet die Wärme nicht ganz zweimal so gut wie Aluminium (Thermische Leitfähigkeit Cu: 400 W/Km, Alu: 235 W/Km). Wenn das Gewicht keine Rolle spielt, wäre das also eigentlich besser. Der limitierende Faktor ist aber meistens der thermische Widerstand bei der Wärmeabgabe an die Umgebung. Mit freier Konvektion kann man meistens die bessere Leitfähigkeit des Kupfers vergessen. Sie fällt nicht ins Gewicht. Wenn man aber die Kupferoberfläche lackiert, bringt man eine Schicht sehr schlecht thermisch leitenden Materials auf, so dass man sich im wesentlichen die ganze Kühlwirkung kaputt macht.

    Erstmal danke euch für die Infos. Auch ein Grund warum ich frage ist, das ich recht günstig an Kupferbleche komme. Mein Kumpel hat eine eigene Werkstatt und macht auch noch Metallbau. Dort bekomme ich diverse Metalle zu Einkaufspreisen.


    Ich werde mal einen Kühlkörper aus Aluminium und Kupfer bauen, mit den gleichen Materialstärken und der gleichen Oberfläche. Dann wird sich sicherlich rausstellen welches Material dann besser geeignet ist. Die Verarbeitung das Kupfers ist halt auch ein Nachteil. Und das man mit einer Lackschicht die Kühlwirkung so in den Keller drückt wusste ich nicht. Versuch macht kluch :D .


    Grüße
    Alex

    Kupfer zu bearbeiten ist machbar...ich habe zwar noch keine M3-Gewinde in Kupfer schneiden müssen, aber ich denk das müßte gehen. Ich habe massive Kupferschienen auch schon per Hand gesägt...dauert zwar seine Zeit, aber Kupfer ist immer noch ein recht weiches Metall.



    Wenn du Kupfer nicht gerade in feuchten Umgebungen verbaust, kannst du die Oberfläche auch unbehandelt lassen. Bei CPU-Kühlern für Computer ist das Kupfer im Regelfall blank-wie gesagt, Lack macht nur den thermischen Übergangswiderstand kaputt. bzw. baut einen solchen unnötig auf.
    Wenn Geld keine Rolle spielt, du die Möglichkeiten hast und es mal ausprobieren willst...es gibt in der Indusitrie auch galvanisch verzinnte und verzinkte Kupferschienen für aggressive Umgebungen wie z.B. salzhaltiger Luft oder hoher, ständiger Luftfeuchte. Das nur mal so als Anregung...und ein Galvanikbad selberzuabuen ist nicht sooo schwer...

    Das Erfolgskonzept von Windows ist eine gelungene Mischung aus Marketing, Korruption, Kartellmißbrauch und der erfolgreichen Spekulation auf das Naturgesetz, daß Scheiße oben schwimmt.


    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
    kann man Schönes bauen.
    Johann Wolfgang von Goethe

    Ollah, ...


    ich bin mir nicht sicher ob es hilfreich ist - Kühlkörper für Grafikkarten müssen auch heftig gut kühlen und sind deutlich flacher wie ein cpu Kühler. Es gibt im modding Bereich Grafikkartenkühler für den silent Umbau - also ohne Lüfter ( bei Bedarf kann man da aber auch nen Lüfter drantüddeln). Die Kühlkörper sind vom richtigen Hersteller auch recht hochwertig und bieten meist eine relativ größe Kühlfläche auf die sich die Hitze verteilt.


    Sowas z.B. http://www.zalman.com/ENG/product/Product_Read.asp?idx=260 kannst Du evt für Deine Zwecke modden...?!?
    Sowas gibts bestimmt auch aus Kupfer...

    @ thorin ...


    die Zalmanteile sind aber auch nur aus Alu. Um sich an der Ausgangsfrage zu orientieren... wer kühler aus Kupferblech bauen will, der sollte sich mal die kühler des gleichen herstellers aus der 9700er serie anschauen, wenn er noch anregungen braucht, was man mit Kupferblech alles anstellen kann.


    Kühler aus Blech sind durchaus von interesse, wenn man besonders hohe Kühlleistung benötigt. irgendwas aus vollmaterial zun zerpsanen ist tatsächlich zu aufwendig

    aye okay ... hab mir den Link mit dem Kühler mal angeschaut... fettes Teil - der kühlt bestimmt richtig gut.
    Kupferblech ist wohl in der Tat auch leichter zu bändigen bei der Bearbeitung das hatte ich nicht bedacht.
    Manche, sogar recht günstige CPU Kühler, haben unten einfach eine Kupferplatte ins Aluminium eingelassen - so eine habe ich mir mal abgebaut und seit dem liegt sie rum oder wurde für einige Hochspanungsexperimente missbraucht. Wenn ich meine erste Highpower led verbaue wird das mein erster Kühler glaub ich :rolleyes:

    Bei der Materialbearbeitung werden hier Äpfel mit Birnen verglichen. Oder genauer reines Kupfer mit wahrscheinlich Duraluminium. Wenn mal jemand von euch versucht hätte, reines Alu zu bearbeiten, wüsste er, dass das schmiert wie Sa*.
    Auch bei Kupfer gibt es Legierungen, die sich sehr gut bearbeiten lassen, weil sie härter sind.

    Die allgemein erhältlichen Alu-Legierungen lassen sich durch Schmierung mit Alkohol (Spiritus) gut bearbeiten. Bei Kupfer hilft ein anständiges Schneidöl bzw. Bohremulsion ebenfalls recht gut. Zum Gewinde schneiden und Sägen sollte man so gut klar kommen, wenn's perfekte Oberflächen beim Fräsen z.B. braucht, dann sollte halt das passende Werkzeug (Spanwinkel, etc) verwendet werden.

    Noch ein Grund für Alu: Kühlkörper kann man einfach, billig und in großen Mengen meterweise als Strangguss herstellen, auch bei komplizierteren Profilen mit vielen Lamellen. Bei Kupfer hab ich sowas noch nicht gesehen.

    Jkunz hat es erfaßt eines der hauptvorteile von Alu ist das man es sehr einfach auch Gießen/Pressen kann dadurch kann man auch Komplexere Formen sehr günstig herrstellen.


    Kupfer hat eien fast doppelt so hohe Schmelztemperatur wie Alu (1080 zu 660 Grad) und damit hat man zum einen extrem höhere Kosten beim erwärmen und auch die Formen/Maschienen müssen das aushalten.


    Dadurch wird Kupfer eigentlich nie gegossen sondern nur als Quader/Bleche/Zylinder aus den Walzwerk angeboten und man muß jeder Teil halt teuer EINZELN Fräsen und bei Kühlkörper halt jede Rippe eineln oder man macht es wie bei den CPU Kühlern und schichtet einzelne Bleche übereinander.


    mfg
    Falo

    Alu würde ich in massiven Blöcken bekommen. Und zur Bearbeitung des Aluminium hab ich eine CNC-Fräse(steht aber bei einem Spezl in der Werkstatt) :D . Aber da ich leidenschaftlicher Modellbauer bin und mich gerne mit filigranen Arbeiten ärgere fällt das schon mal weg. Außerdem bleibt mir nach dem fräsen zu viel Abfall übrig. Es wird eine Grundplatte ausgeschnitten, und dann werde ich entsprechend Kühllamellen auflöten. Je nach dem was ich an Kühlleistung brauche, entwerfe ich vielleicht eine Art Schacht in dem die Kühllamellen dann von einem Lüfter zwangsgekühlt werden. So was in der Art wie meine alte Grafikkarte könnte ich mir gut vorstellen.


    Ich habe auch eine rießen Sammlung an allen möglichen Klebstoffen. Um die Wärmeableitung zu verbessern an einer LED z.B. wird ja vor dem montieren Wärmeleitpaste aufgebracht oder Wärmeleitkleber. Gibt es auch noch andere Klebersorten die die Wärmeableitung verbessern oder sollte man nichts wagen und bei der Paste bleiben?


    Grüße
    Alex

    Zum Kleben habe ich gute Erfahrungen gemacht mit einer Kombination von Sekundenkleber und Wärmeleitpaste. Allerdings nicht vermischt, sondern die WLP grossflächig auftragen, und die Enden/Ecken der Trägerplatine freilassen und dort mit winzigen Tröpchen Sekundenkleber ankleben.
    Sofern keine mechanischen Belastungen auftreten (z.B. Vibrationen bei Fahrradscheinwerfern etc.), hält das zuverlässig, und im Gegensatz zu Wärmeleitkleber kann man die Verklebung auch rel. leicht wieder lösen.

    Was ähnliches habe ich mal mit Epoxy gemacht. Geht auch gut. Ansonsten leitet Wärmeleitkleber für einen Kleber die Wärme schon ganz gut. Allerdings immer noch so schlecht, dass es fraglich ist, ob man den wirklich braucht. Man kann fast genauso gut normalen Epoxy-Kleber nehmen. Allerdings bekommt man dann die LEDs nicht mehr zerstörungsfrei runter.