Hlavní stránka Hardware Skříně, zdroje, chladiče Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
autor: Vojtěch Nekvapil, Jan Skácel , publikováno 30.6.2008
Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků

Zaujal vás minulý článek o vodním chlazení a chcete víc? Máte vodní chlazení a chtěli byste si ho něčím vlastním okořenit? Rádi zkoumáte věci do hloubky? Nebo se chcete dát na dráhu profesionálního konstruktéra vodních bloků a vyrábět vlastní bloky? Pokud jste odpověděli alespoň na jednu otázku ano, pak se pohodlně usaďte, protože právě po vás je připravených několik vět o této problematice.


Doteď jsme se bavili o nejdůležitější části vodního bloku, tzv. základně, na které závisí celá funkčnost bloku. Pro celkové dokončení ale potřebujeme ještě vršek bloku (někdy označovaný jako „top“), který má neméně důležitou úlohu, neboť na něm závisí celkový vzhled. Při tvorbě vršku můžete svou fantazii „pustit z řetězů“ akorát musíte počítat s otvory pro fitinky a přístup kapaliny. V podstatě je jedno z jakého materiálu ho vyrobíte, my si teď představíme několik základních a nejpoužívanějších materiálů.

Kov

Tato volba je nejjednodušší, protože nemusíme se shánět po jiném materiálu. Ovšem má své nevýhody. První je cena, která se u mědi může vyhoupnou do vysokých částek. Další je vzhled. Pokud použijeme měď, tak jak jsme se zmínili výše, dochází k její oxidaci a nepěkného zbarvení dozelena. Její povrch stačí ošetřit silikonovým olejem a povrch je tak chráněn před vnějšími vlivy. (Uvnitř bloku vám nepomůže. Voda olej smyje.) Výhodami je, že při použití stejného kovu odpadá starost s galvanickou korozí a navíc máme možnost tyto dvě části přivařit/připájet k sobě, takže odpadá i starost s těsněním, ale zároveň se tím znemožní přístup do bloku kvůli jeho údržbě. Pro zlepšení vlastností povrchu kovu máme na výběr z povrchových úprav. Kov můžeme nechat pokrýt komaxitem (prášková pálená barva), v případě hliníku eloxem (chemická úprava, kdy na povrchu hliníku se vytváří velmi tenká vrstvička oxidu hlinitého, který je velmi tvrdý a chemicky velmi odolný), anebo pokovením pomocí lázní (nejčastěji niklem, ale nejlepší je použít pozlacení). Tyto porvrchové ochrany hliníku nás chrání před galvanickou korozí ale nejsou věčné. Velmi vhodným, ale drahým materiálem pro vršek bloku je mosaz. Má ale celkem podstatnou nevýhodu, že je velmi tvrdý materiál a špatně se obrábí.

Plast/plexi

Velmi levný a také velmi efektní materiál pro výrobu. Velice snadno se s ním manipuluje a snadno se opracovává. Zápory jsou, že kvůli tepelné roztažnosti kovů a případnému použití alkoholů v chladicí kapalině může plexi prasknout a následný únik kapalin není příjemná věc. Pokud používáme plexi, tak jedině lité, ne exdurované. Na trhu existuje velké množství technických plastů, ke kterým je bohužel jako nadšenci moc nedostanete. Takže pokud nemáte známého ve firmě, která s nimi pracuje, tak máte smůlu. A pozor! Některé plasty nemají rády vodu.

Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků 

Pryskyřice

Velmi zajímavý materiál. Pracuje se s ním ještě snadněji než s plastem a je více odolná. Není to klasická pryskyřice, která je na stromech J, ale syntetická, speciálně vyrobená pro průmyslové potřeby. Běžně se s ní setkáváme u sportovních pomůcek (lyže, ochranné helmy, atd.) a speciálních lepidel.

Silon

Další z řad polymerů, který je bílé barvy, obrábí se stejně jako plast a je také odolný.

Na závěr ještě musíte vyřešit těsnění mezi základnou a vrchem bloku pomocí o-kroužků. Na trhu se dají pořídit speciální těsnící kroužky, ale nám bohatě postačí klasický pryžkový o-kroužek. Pro uchycení fitinek je také třeba vyřezání závitů (nejčastěji trubkový závit G1/4“) a pro uchycení šroubů klasické metrické závity.

Nyní se dostáváme k poměrně diskutabilnímu tématu, které se týká zarovnání styčné plochy základky s čipem. Abyste dali základně nějaký povrch, je třeba ji srovnat (v ideálním případě) pomocí frézy, kdy vyberete pár desetin milimetru z plochy (a ještě lépe pomocí rovinné brusky). Pokud si zkusíte udělat blok na vrtačce, tak vám nezbude nic jiného, než tuto proceduru základnu ručně tzv. lapováním (I když to není správný název, jde jen o broušení, název se velmi uchytil v komunitě). Vezmete si nejrovnější podložku, kterou najdete (nejlepší a nejosvědčenější je tabule skla/mramor), do ruky uchopíte blok, na sklo položíte smirkový papír postupně od nejhrubšího po nejjemnější (od 800 do 1600, 2000), nanesete na smyrek trochu vody a pak plynulými krouživými pochyby do „osmičky“ kroužíte, dokud se vám nezdá povrch dostatečně rovný. Lapování je jeden z nejdelších procesů při výrobě. Nesmíte to urychlit tlačením na blok, protože jinak můžete celý blok zkazit. Na konec lapování můžete plochu přeleštit brusnou pastou do zrcadlového lesku. S úspěchem lze místo brusné pasty použít zubní pastu (Zubni pasta je nejjemnější brusná pasta. J ). Nenechte se ale zmýlit, protože tímto ručním lapováním nikdy nedosáhnete dokonale rovné plochy, ač by se tak mohlo zdát. Je to pouze domácí náhrada průmyslových postupů pro broušení ploch. A váš výsledek z ruky bude lehce vypouklý což vlastně také není na škodu, protože potřebujeme hlavně kontakt ve středu, kde se nachází jádro procesoru.

Pro přichycení bloku k socketu se většinou využívá spony a šroubů, které se prostrčí dírami pro přichycení plastového rámečku na základní desce. Rozměry děr pro jednotlivé sockety a příklad takového uchycení naleznete na obrázku. Občas je možné spatřit univerzální uchycení pomocí oválných plíšků. Ale to má pár nevýhod, jako například usazení bloku přesně na požadované pozici. Blok tak může být lehce posunut a nemusí tak pracovat optimálně.

Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků

Ochrana a údržba bloku

Již hotový blok podléhá v provozu různým poškozením, nebo narušením. Lehké škrábance na kontaktní ploše základny můžeme vyleštit lapováním. Ochranu před galvanickou korozí zajistí tzv. inhibitory koroze, pokovení, popřípadě barva. Oxidace a zanesení kovu se nejlépe odstraní vyvařením v slabé kyselině. V domácích podmínkách můžeme použít např. kyselinou octovou (ocet), nebo citrónovou (Obyčejné dochucovadlo čajů, případně je v prodeji koncentrovaná jako prášek.). Při použití octu se můžete potýkat s nepříjemným zápachem, proto spíše doporučuji použít citrón, který výborně odstraňuje zanesení i bez vyvařování. Na důsledky galvanické koroze lze použít i chemii vyššího řadu jménem Coca-Cola. Aktivní prvky jsou kyselina citronová a fosforečná. Bohužel po očistě musíme opláchnout zbytky cukru a občas nám i měď zbarví. Ve variantách bez cukru (Light, Zero) chybí kyselina citrónová. Fosforečná na oxidaci stačí, ale s galvanickou korozí si už moc neporadí.

 Závěr

Na závěr jsme si pro vás připravili malou ukázku tvorby bloku v systému Pro Engineer. Ve videu uvidíte pouze tvorbu jednoduché základny a vrchní části bloku. Čili hlavní části bloku. Kompletní model by samozřejmě obsahoval fitinky, těsnění a sponu.

Snad jsme vám řekli vše podstatné a teď doufáme, že tyto získané informace využijete v praxi a my se tak dočkáme výkonnějších bloků pro naše miláčky. Je nám jasné, že spousta návrhu skončí jen na papíře a díky omezeným možnostem obrábění se dohnat špičku podaří málokomu ale i poražení slabších komerčních řešení se počítá a pokud bude blok i skvěle vypadat tak proč nakonec ne? Takže neváhejte. Papír, tužku do ruky a kreslíme.



Tagy: vodni chlazeni blok popis konstrukce water block cooling construction description  


 
Komentáře k článku
RSS
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
30.6.2008 09:28:06   84.42.172.xxx 267
tý bláho a příště tu bude návod jak si doma vyrobit procesor ;)
4.7.2008 15:21:15   78.102.250.xxx 62
tezko rict, ale to by si uz musel vzit na triko nekdo jiny :-P
30.6.2008 09:47:13   194.228.216.xxx 115
ono to moc neni tezke to vyrobit, jen bych se nepoustel do vyroby bloku pro nejaky drazsi procesor, ale spis tak pro zabavu zbastlit nejake vodni chlazeni z toho co zbytky elektroniky daly pro nejaky starsi PC
30.6.2008 10:29:18   217.145.199.xxx 1014
Odkial sa zoberie 2x vacsia plocha pri hranole? Vsak ta plocha je rovnako velka ako pri kanalikoch. To co vznikne kolmo sa uberie zo steny povodneho kanala... Ked je frezovanie rovnako siroke ako steny kanalov, tak je to presne rovnako velka plocha. Nechapem ako mohol autor nieco take napisat...
30.6.2008 23:57:00   217.40.142.xxx 74
Az na to ze frezovanie byva vedsinou ovela uzsie, takze ta plocha sa naozaj blizi dvojnasobku. S tym potom suvysi ten maly narast vykonu s ohladom na narast plochy, lebo kedze frezovane je uzke tak sa tam nedostava tolko kvapaliny.
8.7.2008 14:56:55   217.145.199.xxx 73
Bohuzial mam silny pocit, ze autor to myslel principialne, teda rovnako siroke kanaly a rovnako siroke steny v jednom smere, a to sa pretne kolmo na to rovnako sirokymi kanalikmi s rovnakym odstupom, tak to bude mat 2x vacsiu plochu, co nie je pravda. Lebo stycna plocha bude presne taka velka aka bola...
30.6.2008 14:01:06   85.71.235.xxx 73
Je fajn, že nám doporučujete Solid Works, Catiy a pod. ale nejlevnější použitelný 3D modelář stojí okolo 300kKč a Catia včetně databází se hravě přehoupne přes několik milonů Kč.
Pro lidi z oboru, zejména studenty je situace samozřejmě příznivější (Inventor lze legálně stahnout zdarma, nebo si jej nechat zaslat za 100Kč), ale nemohli by jste doporučit něco pro "běžné smrtelníky"? Z 2D je relativně kvalitní QCad, ale 3D?
Btw je pravdou, že použitím čtverců/ obdélníků může být dosaženo v ideálním případě stejné plochy, jako žebrováním, spíš se může snadno stát, že plocha bude menší.
30.6.2008 14:57:04   89.111.69.xxx 53
Docela dost oblíbený program na modelování ve 3D je Google SketchUp. Myom si kreslí v Invertoru a já jako strojař v Pro Engineeru, Catii a dalších SW ke kterým mám přístup.
Kamarád má zase rád Solid Works.
Jak jsem v článku zmínil licence nejsou levné. (Proto na mě v práci čeká směnný provoz.) Ale když je k těmto SW přístup, tak je to prima. Na škole vás naučí konstrukční zásady, takže budete mít jistotu, že blok pujde opravdu vyrobit.
Pro strojaře to je ideální koníček.
30.6.2008 14:21:21   77.104.238.xxx 53
V současný době si navrhuju bloky pro vodníka a bylo zajmavý si tohle přečíst. Možná uvážim pár změn ke kterejm mě tenhle článek inspiroval.
30.6.2008 15:07:43   195.33.69.xxx 122
Pěkný článek, to klobouk dolu Srdce strojaře zaplesalo

Pokud už jsou prototypy vyráběny na školních strojích, jistě by šlo s dotyčnou katedrou (většinou mechaniky) domluvit nějaké to simulováníčko v Fluentu... spolužák si takhle simuloval obtékání jeho 1/8 RC auta
30.6.2008 16:19:05   82.117.130.xxx 52
Když tu tak pěkně píšete o výrobě vlastního vodníka tak se zeptám: Nemá někdo sponu k uchycení Zalmana ZM-WB3 na AM2 ? Díky.
30.6.2008 21:50:18   217.11.246.xxx 53
Pochopil jsem to z článku správně, že používat hadice 10/14 je zbytečné, protože s 8/12 (nebo dokonce 6/10) by se dosáhlo stejného (skoro) výkonu? Zajímalo by mě, jak dalece jen tento předpoklad ověřen v praxi, protože bych ho asi použil až si budu příště navrhovat vodníka.
30.6.2008 23:56:56   89.111.69.xxx 74
http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?t=147767

Tady máš jeden testík. Uřitej vliv tam je.
Ale pokud použiješ hadice s ID 8mm tak se moc nestane. 6mm je ale málo.
Většinou používáme hadice s ID 10mm a k tomu High flow fitinky.
Větší rozměr podle mě nemá význam. Jen se to špatně ohýba.
Případně si můžeš spočítat tlakové ztráty.
1.7.2008 07:46:54   217.11.246.xxx 53
OK dík za odkaz. A ještě jednu věc bych si rád ujasnil - dno bloku, které se dotýká CPU by mělo být tedy obecně co nejtenčí a blok by měl být co nejmenší? Pokud neberu v úvahu finální hmotnost a cenu bloku, ale jen jeho výkon.
1.7.2008 15:54:52   89.111.69.xxx 64
Dno by bylo být co nejtenčí ale zase aby se neprohýbalo. Přítlak je taky důležitý. Velikost bloku se nemusíš snažit dělat co nejmenší. Já se s mým návrhem vešel do rozměru 45x45x13mm. Destiny má rozměr 40x80x30mm. A přitom nemá aktivní plochu tak velkou. Vše záleží na konstrukci a optimalizaci rozměrů.
4.7.2008 15:19:40   78.102.250.xxx 62
viz Woyta. vetsinou na foru doporucujeme rozmer 10/14 popr. 12/16.
6.7.2008 18:32:27   89.111.69.xxx 44
No mě jako monitoring prutoku slouží výstup z čidla otáček mého Lainga DDC1-RT. Pokud neběží tak PC nadáva. Viditelnou kontrolou Je drobnej vír v mé expanzní nádobě.
Kolikrát se mi stalo. že neběželo čerpadlo a diky vlastnostem vody se všechny komponenty pomalu zahřívali a PC se po pulhoďině vyplo. Vzduc chcipne tak do 5min.
Jinak samozřejmě můžeš koupit/vyrobit průtokoměr ale pro náas to je jen omezení průtoku. Kupované jsou drahé a pro male hadice. A na výrobu jsme líní.
Jinak na monitoring teplot, otáček a regulaci ventilátorů existuje spousta panelů.
Některé umí vypnout PC.
BTW když místo jejich speakeru vhodně napojíš rele a připojíš na vypínač....
3.7.2008 16:02:07   212.47.10.xxx 64
Pěkný článek, byť sám asi vyrábět bloky nebudu. Budou další pokračování článků ohledně vodního chlazení?

Konkrétně by mne zajímalo, zda se prodává zařízení na sledování funkčnosti chlazení - např. koloběh chladící kapaliny a její teploty, které by současně dokázalo reagovat na limitní hodnoty - např. "stlačením" tlačítka power-off na dobu 5 vteřin a tím donutit BIOS k náhlému vypnutí počítače.

Sledování teploty a reakci mám samozřejmě obstaráno na úrovni operačního systému, ale ten může "zamrznout", pak už zbývá jen spoléhat na ochranu přímo BIOSem (přehřátí CPU) nebo nakonec nepřímo i zdrojem (skřín odvětrávám pouze přes zdroj, ten se při přehřátí vypne), to by však už mohlo být dost pozdě (zničení komponent, požár). Poslední dvě možnosti nejdou regulovat (nastavit limity).

Různá udělátka, která jen zobrazují teplotu a oběh vody mne nezajímají, neb vyžadují fyzickou přítomnost u počítače.

Věřím, že podobné zařízení by se dalo vyrobit, nejsem však kutil...

Nebo to nemá v podstatě smysl?
4.7.2008 15:18:19   78.102.250.xxx 52
zdravim. existuje tu myslenka na vytvoreni clanku, ktery se bude zamerovat na konkretni vybirani komponent, kde by se meli objevit i indikatory, ale zatim pouze myslenka...

v blizke dobe se objevi test aditiv pro vodni chlazeni.
5.7.2008 19:33:30   82.208.25.xxx 72
Dobrej článek, ale možná to ještě chtělo zmínit elektroerozivní obrábění

Redakce si vyhrazuje právo odstranit neslušné a nevhodné příspěvky. Případné vyhrady na diskuze(zavináč)pctuning.cz

220 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 106.8Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.