冷却用途におけるフッ素系液体の役割とは

今日の産業用冷却システム、特に金属の工業用付加製造における温度制御では、効果的な温度管理とプロセス効率が温度制御システムに依存しています。冷却システムへのフッ素系液体の使用は、精密冷却システムの機能性の基盤を構築しています。蘇州凌恒精密工業有限公司（Suzhou Lingheng Precision Industry Co. Ltd）は、12年以上にわたり熱管理分野で専門的に事業を展開する企業として、フッ素系液体および対応する冷却装置の開発・提供に特化しています。同社の製品は、半導体製造、新エネルギー分野の試験など、さまざまな分野で使用されています。本資料では、フッ素系液体の冷却用途および金属の付加製造におけるその重要性について述べています。

極端な冷却環境に適応するための耐高温性

フッ素系液体は高温に耐える性質があるため、金属の積層造形など冷却時に高熱が発生する用途に適しています。金属3Dプリントでは、ノズルと溶融金属部分の両方が多量の熱を発生させます。この熱を迅速に放散しない場合、出力された部品の変形や装置の損傷を引き起こす可能性があります。リンヘン・インダストリーが提供するフッ素系液体は、極端な高温下においても冷却性能と化学的安定性を維持します。作動温度範囲は-100°Cから+200°Cまでであり、金属積層造形のニーズを十分に満たします。例えば、チタン合金部品のレーザー溶融中には、フッ素系液体が装置内の冷却チャネルを循環し、ノズルおよび金属からの熱を迅速に吸収することで、プロセス中の部品温度を780°Cから840°Cの範囲内に保ち、印刷部品の精度と歩留まりを向上させます。

他の金属部品による金属部品の保護

フッ素系液体の化学的不活性は、冷却システム設計においても極めて重要です。これらの液体はほとんどの金属材料と反応せず、あるいはほとんど反応しないため、冷却装置の金属部品や冷却対象の金属部分を保護し、化学的な腐食リスクを生じません。産業用加法製造では、冷却システムがステンレス鋼、チタン合金、アルミニウム合金などで作られた部品と接触することが多々あります。リンヘン・インダストリーのフッ素系液体は、これらの金属に対して腐食や酸化を引き起こさないため、装置の長期間にわたる使用寿命および印刷部品の品質を保証します。金属加法製造プリンター内では、冷却システムが金属製の冷却パイプや熱交換器を通じてこれらの流体を循環させます。改めて強調しますが、化学的不活性性により、流体がパイプ内壁を変色させたり、コーティングを形成したりする心配がなく、それが原因でパイプが閉塞して冷却システムの故障を引き起こすこともありません。

高熱伝導性による冷却効率の向上

フッ素系液体は高い熱伝導性を示し、冷却効率の向上に寄与します。半導体製造や金属積層造形などの精密冷却用途において、効率的な熱伝達により温度変動を低減でき、生産プロセスの安定性を確保できます。リンヘン・インダストリーのフッ素系液体は、配合の調整によって最適化された熱伝導性を持っています。これにより、発熱源からの熱を効率的に吸収し、チラーなどの冷却装置へと熱を移動させます。一例として、半導体チップの冷却が挙げられます。製造プロセス中、チップは短時間で大量の熱を発生します。フッ素系液体はチップ表面に直接（または熱伝導プレートを介して間接的に）接触し、急速に熱を吸収してデュアルチャンネルチラーへ伝えます。チラーがフッ素系液体を冷却し、再び発熱源へ循環させることで放熱が実現されます。この高効率な冷却方法により、チップ温度を±0.1°C以内に制御でき、半導体製造の精度要件を満たします。

精密冷却装置との互換性

さまざまな精密冷却装置との互換性は、冷却システム全体の安定した運転にとって重要です。リンヘン・インダストリーは高品質なフッ素系液体の開発に加えて、産業用チラーおよび熱交換器を含む適切な冷却装置の製造も行っています。装置向けに特別に配合されたフッ素系液体は、構成部材や部品と完全に互換性があります。たとえば、単独制御式チラーや2系統対応チラーには、すべてフッ素系液体に対応したシール、配管、ポンプが使用されています。シールの膨潤、劣化、漏れなどの問題が生じないため、冷却システムが気密性や安定性を失うリスクはありません。金属積層造形装置の冷却プロセスでは、フッ素系液体が積層造形機とチラーの間を循環します。装置との高い互換性により、長期間にわたり安定した循環状態を維持でき、装置のメンテナンス頻度や交換サイクルを大幅に低減できます。

持続可能な開発目標（SDGs）を達成するための環境配慮

フッ素系液体冷却剤の使用において、環境保護は考慮すべき最も重要な要因の一つです。玲恒産業のフッ素系液体は、キガリ改正およびその他の国際規制に完全に準拠しており、オゾン層破壊がなく、環境への影響も低いです。大規模な金属積層造形プロセスでは大量の冷却液が使用され、環境への負荷が大きくなりがちですが、玲恒産業のグリーン対応製品はこうした環境負荷の大部分を低減しています。この分野の応用例の一つとして、新エネルギー電池の試験ワークショップがあります。冷却液は電池テスト中に環境汚染が生じないよう保証し、企業の環境目標や社会的責任の遵守も支援します。このプロセスにおいて、玲恒産業のフッ素系液体は必要な冷却性能を提供するとともに、非汚染性の冷却剤としても機能しています。

特殊分野における精密温度制御のサポート

先進的な半導体パッケージングおよび新エネルギー部品のテストにおいて、フッ素系液体を用いた精密温度制御を支援します。これらの分野では非常に高い温度制御精度が要求されており、リンヘン・インダストリーの提供するフッ素系液体を使用した温度制御精密冷却システムは±0.1°Cの精度を達成できます。半導体の2.5D／3Dパッケージングでは、熱応力によるパッケージング欠陥を防ぐために、パッケージ構造の各部位ごとに温度を制御する必要があります。温度差が極端に大きくなることを防ぎ、精密冷却システム内のフッ素系液体が循環することで、パッケージ構造の各部位を均一に冷却します。新エネルギー電池のテストでは、電池の性能試験条件としてさまざまな温度環境下での評価が求められ、フッ素系液体冷却システムにより迅速に安定した環境を維持することが可能です。