Escalado de la refrigeración de centros de datos con DFM para fundición a la cera perdida

A medida que las densidades de los racks de servidores superan los 100 kW, la refrigeración líquida ha pasado de ser una opción emergente a una necesidad de infraestructura. Sin embargo, llevar colectores complejos de refrigerante, impulsores de bomba y colectores de distribución de fluidos desde las fabricaciones de prototipos hasta la producción de gran volumen crea cuellos de botella de fabricación inmediatos. El mecanizado CNC tradicional y los conjuntos soldados de varias piezas presentan dificultades con las geometrías internas de flujo, el elevado desperdicio de material y los riesgos persistentes de fugas.

Signicast aborda estos retos aplicando la ingeniería de diseño para fabricación (DFM) directamente a los componentes de refrigeración fundidos a la cera perdida antes del inicio del utillaje.

Optimización inicial: DFM para componentes de precisión de circuitos líquidos

La fundición a la cera perdida ofrece una libertad geométrica inigualable para los circuitos de refrigeración líquida, pero maximizar estas ventajas comienza con la colaboración temprana de ingeniería. El proceso DFM de Signicast analiza los modelos CAD de componentes de refrigeración para resolver desde el principio las restricciones térmicas, mecánicas y de flujo:

• Optimización de la geometría y los canales de flujo internos: Al evaluar la uniformidad del espesor de pared y los radios internos durante el rediseño, el DFM elimina las transiciones bruscas que provocan caídas de presión, permitiendo canales de fluido lisos integrados en la fundición sin taladrado profundo.
• Simulación de solidificación y entradas: El software avanzado de simulación de flujo optimiza la ubicación de las entradas para evitar porosidad por contracción y uniones frías en carcasas estancas a líquidos, garantizando la integridad de retención de presión bajo cargas continuas de bombeo.
• Consolidación de componentes: Varios racores mecanizados, uniones de tubos y soportes de montaje se integran en una única pieza de fundición a la cera perdida de forma neta, eliminando las uniones soldadas o brasadas propensas a fallos en toda la red de refrigerante.
• Selección de aleaciones específica para la aplicación: El DFM equilibra la conductividad térmica y la resistencia a la corrosión galvánica, evaluando aceros inoxidables de la serie 300, aleaciones de aluminio especializadas o composiciones de níquel adaptadas a fluidos dieléctricos o mezclas de glicol y agua.

Eliminación de riesgos térmicos y estructurales mediante la consolidación

En entornos de centros de datos de alta densidad, una sola fuga de fluido puede comprometer hardware informático crítico para la misión. Los colectores de distribución ensamblados y los componentes de las unidades de distribución de refrigerante (CDU) dependen de soldaduras manuales o uniones roscadas, lo que crea puntos de tensión y riesgos de fugas bajo ciclos térmicos repetidos.

La conversión de fabricaciones de varias piezas en piezas únicas de fundición a la cera perdida elimina por completo las uniones mecánicas. Las piezas fundidas consolidadas proporcionan resistencia estructural, expansión térmica predecible y fiabilidad sin fugas bajo presión de funcionamiento continua. La producción de geometrías de forma neta limita el mecanizado secundario exclusivamente a las superficies críticas de sellado y las ranuras para juntas tóricas, reduciendo los ciclos de máquina y los costes por unidad.

Fundición a la cera perdida automatizada para la demanda de hiperescala

Diseñar un componente de refrigeración optimizado es solo la mitad del objetivo: escalarlo para ajustarse a los calendarios de implantación de hiperescala es la otra mitad. Signicast aprovecha un proceso automatizado de fundición a la cera perdida de flujo continuo que evita los plazos de fabricación por lotes tradicionales.

Mediante el prototipado rápido, la construcción automática de cáscaras cerámicas y la supervisión informatizada de procesos, Signicast acelera los diseños de refrigeración desde la validación DFM hasta la producción completa. A medida que se acelera la demanda mundial de refrigeración de alta eficiencia para centros de datos, este modelo de fabricación escalable garantiza un espesor de pared uniforme, una estrecha estabilidad dimensional y ninguna desviación de calidad en series de producción de gran volumen.

Al integrar el DFM para fundición a la cera perdida en los diseños térmicos iniciales, los equipos de ingeniería pueden implantar sistemas de refrigeración líquida de mayor rendimiento con más rapidez, de forma más limpia y con plena confianza estructural.