Jak powstaje komputer przemysłowy fanless – od projektu CAD do gotowego BOX PC

W poniższym artykule pokazujemy krok po kroku, jak w firmie DELTAKOMP (właściciela marki ITX-Sklep.pl) powstaje komputer przemysłowy fanless – od projektu CAD, przez obróbkę CNC, aż po finalny montaż w obudowie BOX PC klasy IP67/IP69K.

1. Projekt bloku cieplnego w programie CAD

Proces rozpoczynamy od modelowania aluminiowego bloku cieplnego w środowisku CAD 3D. Uwzględniamy geometrię żeber, kierunek przepływu ciepła oraz dokładne położenie punktów styku z procesorem i chipsetem.

Projektowany blok cieplny musi zapewnić efektywne odprowadzanie ciepła z procesorów klasy embedded, takich jak Intel Core i3 lub i5 z TDP max. 35W. Oznacza to konieczność utrzymania niskiej rezystancji termicznej na styku CPU–blok, co wymaga precyzyjnie wyfrezowanej powierzchni styku, zoptymalizowanego rozkładu żeber oraz zastosowania pasty termoprzewodzącej o wysokiej przewodności cieplnej. Blok musi działać pasywnie, bez aktywnego chłodzenia, w warunkach ograniczonego przepływu powietrza. W takich zastosowaniach istotne są:

• wysoka przewodność cieplna materiału (min. 200 W/m·K)
• odpowiednia masa i pojemność cieplna (dla łagodzenia skoków termicznych)
• konstrukcja wspierająca naturalną konwekcję i radiację w orientacji montażowej BOX PC (ściana, szyna DIN, stół roboczy)

Typowy profil mocy CPU 35 W wymaga powierzchni wymiany ciepła >250 cm² w warunkach zamkniętej obudowy IP67 – stąd dobieramy długość, liczbę i rozstaw żeber z użyciem modeli analizy cieplnej.

2. Ścieżki narzędzi i symulacja w CAM

W dalszym etapie nowo utworzony model 3D jest importowany do środowiska CAM, w którym generowane są sekwencje ścieżek narzędziowych zoptymalizowane pod kątem obróbki aluminium o podwyższonej przewodności cieplnej. Szczególny nacisk kładziemy na zachowanie ciągłości trajektorii w obszarach krytycznych dla transferu ciepła, minimalizując mikronierówności powierzchni. Proces uwzględnia ograniczenia wynikające z mocowania detalu, promieni narzędzi, a także wymagania związane z tolerancją równoległości i prostopadłości płaszczyzn roboczych. Każdy z etapów ścieżki obróbczej jest analizowany w kontekście końcowego spasowania z płytą główną oraz układami scalonymi. Choć prezentowany detal stanowi pełnowartościowy element termiczny, w niniejszym artykule pokazujemy jego uproszczony wariant poglądowy — pozbawiony wybranych cech krytycznych, które występują w wersjach przeznaczonych do zastosowań produkcyjnych.

3. Frezowanie półfabrykatu

Proces produkcji realizowany jest wewnętrznie w firmie DELTAKOMP, co pozwala zachować pełną kontrolę nad jakością i tolerancją wykonania. Obróbka detali odbywa się na nowoczesnym centrum frezarskim CNC z zastosowaniem technologii wysokowydajnego frezowania (HPC). Każdy egzemplarz powstaje z litego półfabrykatu aluminiowego klasy technicznej, przy zachowaniu tolerancji wymiarowej poniżej ±0,1 mm oraz ograniczeniu deformacji wynikających z naprężeń wewnętrznych materiału. Parametry skrawania i strategia obróbki zostały dobrane z myślą o maksymalnej powtarzalności wymiarowej i gładkości powierzchni w obszarach styku termicznego. Czas cyklu jednostkowego został zoptymalizowany na etapie symulacji CAM, przy zachowaniu pełnej kontroli nad ścieżką narzędzia i dynamiką ruchów osi interpolowanych.

4. Gotowe elementy pasywne

Po zakończeniu obróbki każdy blok poddawany jest czyszczeniu wstępnemu z zastosowaniem środków odtłuszczających, mającemu na celu usunięcie resztek emulsji chłodzącej, pyłu technologicznego oraz osadów mogących wpływać na jakość powierzchni przylegania. Po dokładnym oczyszczeniu wykonywana jest organoleptyczna i stykowa kontrola wymiarowa w newralgicznych strefach kontaktu termicznego – ze szczególnym uwzględnieniem płaskości, krawędzi bazujących oraz tolerancji głębokości punktów mocujących.

5. Wciskanie tulei dystansowych na prasie CNC

W kolejnym etapie produkcji stosujemy precyzyjnie wykonany przez nas przyrząd, umożliwiający kontrolowane osadzanie tulejek dystansowych w bloku cieplnym. Elementy te pełnią kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniego wymiaru pomiędzy blokiem a powierzchnią przylegania procesora. Cały proces realizowany jest na prasie krawędziowej z zachowaniem osiowości i powtarzalności siły nacisku. Wymiarowanie elementów i ich rozmieszczenie jest zawsze dostosowane do danego socketu na płycie głównej i podkładek termoprzewodzących.

6. Etap końcowy - montaż w BOX PC

Ostatni etap to integracja bloku cieplnego z docelową płytą główną oraz obudową typu BOX PC. Proces montażu prowadzony jest z zachowaniem kontrolowanej siły docisku na styku z procesorem, przy użyciu odpowiednio dobranych dystansów, elementów pozycjonujących oraz pasty termoprzewodzącej o wysokiej przewodności cieplnej.

Kluczowe jest zapewnienie jednoczesnego kontaktu cieplnego i szczelności strukturalnej — dlatego zarówno blok, jak i obudowa projektowane są w sposób uwzględniający wytyczne dla klas odporności IP67 oraz IP69K. Szczególną uwagę zwraca się na punkty styku między elementami pasywnymi a obudową, które są zabezpieczane wielowarstwowo, m.in. poprzez uszczelki formowane pod wymiar oraz punktowe podparcia stabilizujące.

W efekcie powstaje zamknięty system chłodzenia pasywnego, zdolny do pracy w środowisku o wysokim zapyleniu, wilgotności lub narażeniu na bezpośrednie oddziaływanie wody, przy jednoczesnym zachowaniu stabilnych parametrów termicznych.

Podsumowanie

Proces projektowania i produkcji przemysłowych komputerów fanless realizowany wewnętrznie przez firmę DELTAKOMP (ITX-Sklep.pl) daje nam pełną kontrolę nad każdym etapem – od modelu CAD, przez symulację ścieżek narzędzia, aż po finalny montaż i testy termiczne. Takie podejście pozwala tworzyć urządzenia zoptymalizowane nie tylko pod kątem efektywności chłodzenia, ale również odporności środowiskowej oraz wymagań montażowych. To, co dla innych producentów stanowi ograniczenie, dla nas bywa punktem wyjścia. Dzięki własnemu zapleczu konstrukcyjno-produkcyjnemu możemy projektować niestandardowe układy chłodzenia, obudowy dostosowane do konkretnych wymiarów szafy sterowniczej lub nawet do nietypowych wymogów certyfikacyjnych. Ostatecznie ogranicza nas jedynie wyobraźnia — i specyfikacja końcowa przesłana przez Klienta. Jeśli szukasz niezawodnego rozwiązania dla środowisk o podwyższonym ryzyku zapylenia, wilgoci czy drgań — zapraszamy do kontaktu. Nasze komputery przemysłowe fanless projektowane są tak, aby nie tylko przetrwać, ale pracować stabilnie — przez wiele lat.

Zobacz naszą ofertę wydajnych komputerów przemysłowych fanless i skontaktuj się z nami w sprawie potrzebnej konfiguracji.

Dla produktów dostępnych gwarantujemy ekspresową wysyłkę w ciągu 24h od złożenia zamówienia (często jeszcze tego samego dnia) z gwarancją terminowej dostawy!