Selbstgebauter GPU-Kühler

Selbstgebauter GPU-Kühler

Hi,

ich bin gerade dabei mir einen Kühlkörper für meine GPU zu konstruieren... Aber erstmal kurz was zu meinem System: In dem Kreislauf werden ein i7-4770 und zwei Gigabyte R9 280x (Windforce 3x) OC gekühlt werden. Als Radiator wird ein Mo-Ra3 mit 4 180mm Lüftern zum Einsatz kommen. Müsste von der Kühlleistung also locker reichen! Da es für meine Grafikkarte keinen fertigen Kühler gibt, bzw. mir diese auch zu teuer wären, habe ich beschlossen, mit selbst welche zu bauen. Fräsen wird mich zwischen nichts und 40€ pro Stunde kosten, is also definitiv billiger als kaufen! Als Material wird Aluminium zum Einsatz kommen, obendrauf kommt ne Edelstahl- oder ne Plexiglasplatte. Dass die Performance nicht so gut sein wird, wie mit nem "professionellen" Kühler, ist mir klar. Ein zweiteiliges System für Spannungswandler und Chip würde ich ungern bauen wollen, da damit die Einbauhöhe deutlich höher wird. Der Schlitz unten rechts ist dazu da, um über die Kondensatoren zu kommen.
Was ich mich nun frage, ist, ob jemand von euch schon Erfahrungen mit dem Selbstbau von Kühlern hat. Sicherlich kann man bei dem Entwurf noch einiges verbessern^^ Also schreibt einfach mal, was ihr von dem Entwurf haltet!
Freu mich auf eure Antworten und hoffentlich viele coole Ideen!

MfG Daniel

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich würde den Rohrquerschnitt deutlich kleiner gestalten. So könnte es Probleme mit der Temperaturdifferenz geben. Am besten mehrere Parallelkanäle fräsen als einen großen Kanal.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich hab vor ein paar Jahren mal aus Spaß für den FX-8130 einen Kühler aus Kupfer gefräst.
Von der Erfahrung her kann ich dir sagen das dein Kühler etwas schlechter sein wird als der Referenz-Kühler und deutlich schlechter als ein Custom-Kühler.

Ist nicht Böse gemeint^^
Aber bei den Kühlern ist die Oberfläche zum Kühlmedium extrem Wichtig. Dein Kühler hat nur eine seeeeeehr kleine Oberfläche zum Wasser und hat dadurch nur eine sehr geringe Kühlwirkung.

Schau dir mal die Fotos vom Innenleben eines WaKü-Kühlers an. Die vielen kleinen Rippen sind nicht nur Verzierung. Das gleiche trifft auf Luftkühler zu. Da Luft ein schlechter Wärmeleiter ist (eigentlich schon ein Isolator) brauchen die guten Kühler riesige Oberflächen und einen hohen Luftstrom um die Wärme Abzuleiten.


PS:
Wenn du es dennoch versuchen möchtest, ändere dein Modell zu einem größeren Querschnitt der sich in einer feinen Lamellenstruktur direkt über der GPU verkleinert. Über dem VRAM und der Spannungsversorgung dann eine grobe Lamellenstruktur.
Wenn es unbedingt Alu sein soll, nimm "Constellium" 3.1645, das ist sehr gut zu bearbeiten, Preiswert und beständig gegen Kühlmedien.
Kupfer ist die bessere Wahl, aber das wird die Kosten Sprengen.

PPS:
Als Alternative zum Fräsen kannst du mal SLM (Selektives Laserschmelzen) anbieten lassen. Hierbei wird Metallpulver mit einem Laser Verschmolzen. Das kann bei komplexeren Modellen deutlich günstiger sein als fräsen und ermöglicht ein paar Möglichkeiten die nicht fräsbar sind^^
z.B.:
3D Druckverfahren – Selektives Laserschmelzen (SLM)

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich würde die Dichtung Außen machen und noch eine einzelne Schraube in der Mitte mit einem O-Ring machn, so wie z.B. hier AliExpress Mobile - Global Online Shopping for Apparel, Phones, Computers, Electronics, Fashion and
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Eventuell in der Mitte in dem "U" rechts und links etwas Struktur oder mehrere kleine Kanäle fräsen, statt nur einem großen Kanal.
Hier gibt's vielleicht auch noch ein paar Anregungen OverclockingStation Forum - [Bundymania Review / Test] 12x GTX680 Fullcover Wasserkühler im Test !
An dem Danger Den GTX680 könntest du dich orientieren, einfach in den Kanälen noch etwas Material stehen laseen.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Mit Alu wirst du nur Probleme haben. Selbst mit höherer Korrosionsschutzkonzentration.
Ohne mich jetzt selbst sonderlich gut mit der Konstruktion von Kühlern aus zu kennen, würde ich auch sagen, das der aktuelle Entwurf wahrscheinlich keine guten Ergebnisse bringen wird.
Aktuell überströmt das Wasser ja nur knapp die Hälfte der GPU, die Anschlüsse nach unten, also Richtung Mainboard, ist auch "ungünstig"
Bei 1 oder 2 Stunden wird es wahrscheinlich auch nicht bleiben, da es sicher nicht auf Anhieb 100% passen wird, außer du hast ein sehr gutes 3D-Modell der Karte.
So wirst du letztlich auch nicht sehr viel günstiger kommen, als nach gebrauchten Kühlern Ausschau zu halten.
Vielleicht schaut ja VJoe2max hier mal vorbei, der hat schon ein paar (CPU)-Kühler gebaut und kennt sich damit recht gut aus.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich will dich ja nicht in deinem Basteldrang unterbrechen, aber so wird das nichts. In meiner Signatur findest du einen Wakü-Blog, wo du einige selbstgefertigte Kühler findest, die wir mal gebaut haben. Unterschätze da bitte nicht den Aufwand, der insgesamt bis zu 100 Stunden für ein schönes Ergebnis betragen kann! Ansonsten wird das mit deiner Konstruktion nichts. Alleine die Rückseite zur Platine hin kostet bis zu 20 Stunden reine Messarbeiten und je nach Selbstsicherheit auch einige Muster. Zudem überdenke mal die Position deiner Anschlüsse. Könnte schwer werden an der Stelle.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Arkhan1806 schrieb:

Hi,

ich bin gerade dabei mir einen Kühlkörper für meine GPU zu konstruieren... Aber erstmal kurz was zu meinem System: In dem Kreislauf werden ein i7-4770 und zwei Gigabyte R9 280x (Windforce 3x) OC gekühlt werden. Als Radiator wird ein Mo-Ra3 mit 4 180mm Lüftern zum Einsatz kommen. Müsste von der Kühlleistung also locker reichen! Da es für meine Grafikkarte keinen fertigen Kühler gibt, bzw. mir diese auch zu teuer wären, habe ich beschlossen, mit selbst welche zu bauen. Fräsen wird mich zwischen nichts und 40€ pro Stunde kosten, is also definitiv billiger als kaufen! Als Material wird Aluminium zum Einsatz kommen, obendrauf kommt ne Edelstahl- oder ne Plexiglasplatte. Dass die Performance nicht so gut sein wird, wie mit nem "professionellen" Kühler, ist mir klar. Ein zweiteiliges System für Spannungswandler und Chip würde ich ungern bauen wollen, da damit die Einbauhöhe deutlich höher wird. Der Schlitz unten rechts ist dazu da, um über die Kondensatoren zu kommen.
Was ich mich nun frage, ist, ob jemand von euch schon Erfahrungen mit dem Selbstbau von Kühlern hat. Sicherlich kann man bei dem Entwurf noch einiges verbessern^^ Also schreibt einfach mal, was ihr von dem Entwurf haltet!
Freu mich auf eure Antworten und hoffentlich viele coole Ideen!

MfG Daniel

Zum Vergrößern anklicken....

Wenns für deine GPU keinen Fullcover Wasserkühler gibt, dann schicke die Karte doch nach Alphacool, dort wird die Karte gescannt und du bekommst gratis einen zugeschickt.

Dein Versuch in allen Ehren, aber so wird das nichts.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

1. Gibt es für die Karte von Alphacool schon einen Kühler(ist dem TE aber zu teuer):
Alphacool NexXxoS GPX - ATI R9 280X M02 - mit Backplate - Schwarz | GPU - Komplettkuhler | GPU - Kuhler | Wasserkuhlung | Aquatuning Germany
2. Bezweifle ich, das die für so eine "alte" Karte noch einen Kühler gemacht hätten, die wollen im Anschluss ja auch noch ein paar verkaufen, um die Entwicklungskosten wieder rein zu bekommen.
3. Fullquote ist unnötig.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich würde hier dringend dazu raten ein wenig reverse-engineering zu betreiben.
Schau dir einfach mal an wie herkömmliche Wasserkühler aussehen. Das Design so wie es jetzt ist wird nicht funktionieren.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich habe mal ein bischen gebastelt. Siehe Dateianhang. Wenn Du jetzt noch die Karte einscannen würdest - normaler Flachbettscanner. Denn beim fotografieren ist immer ein schiefer Winkel vorhanden. Sowie die Höhe der einzelnen Bausteine messen würdest (störende Elkos, Höhe der Mosfets, Höhe der GPU usw.) Dann könnte man die Konstruktion anpassen.
Beim Scanbild bitte eine Referenz definieren, d.h. Z.b. ein Lineal mit scannen.
Eine Performance Analyse würde dann eben falls gleich mit erstellen

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Eine weitere Möglichkeit an genaue Daten zu kommen, ist es bei einer Technischen Schule, die eine Messmaschine zur verfügung hat, den entsprechenden Lehrer zu fragen ob er dies als Lehrvorführung machen möchte. Diese Lehrer sind immer auf der Suche nach Möglichkeiten Wissen mit Praxis zu vereinen. Eine Schule bei der dies möglich ist, ist z.B. die "SBBS Sonneberg".

Das gleiche gilt natürlich auch für das Fräsen. Einfach den CNC-Lehrer fragen^^
Regelt sich im Normalfall so das du das Material stellst und ein/zwei Kästen Flüssignahrung.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Im Prinzip ne coole Idee.

Aber du brauchst zumindest direkt über der GPU eine deutlich breitere und mit feinen Rippen versehene Struktur.

Zur Inspiration:
http://ep.yimg.com/ay/sidewindercomputers/xspc-razor-gtx-770-full-coverage-gpu-waterblock-10.png
http://www.pureoverclock.com/wp-con...iew/cooling/ek_fc5870/ek_fc5870_8-260x173.jpg

ganz so aufwendig muss es natürlich nicht unbedingt sein, aber mehrere Kanäle mit ca. 2-3 mm Breite und entsprechend schmalen Stegen dazwischen wären schon sinnvoll.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Aaaalso...^^
Erstmal vielen Dank für die ganze Rückmeldung und die vielen Tipps!
Erstmal noch was zum Verständnis: Ich will mir ne Wasserkühlung bauen, damit mein PC leiser wird... So Lange mir dabei die Temperaturen nicht durchdrehen, bin ich zufrieden.
Hab mich gerade nochmal hingesetzt und habe versucht, eure Tipps mit einzuarbeiten! Vor allem hat das Ding jetzt Rippen und der Einlass is jetzt auch auf der richtigen Seite (Könnte den Kopf wegen Dummheit gegen die Wand schlagen^^) Für die Spannungswandler sind nun "passive" Kühlrippen geplant, da ich aussenrum kein Wasser leiten kann. Hat da schon jemand Erfahrungen, ob das funktioniert? (Im Gehäuse werden weiterhin zwei oder drei Be Quiet Shadow Wings für Durchzug sorgen).

Fräsen werde ich das wahrscheinlich in der Hochschule lassen... Ich werde versuchen, dass die Aktion als Projekt zählt und dann wird das sogar benotet!
Zu der Idee mit Alphacool: Das mit dem einschicken funktioniert nur mit der 400er-Serie, außerdem will ich ja was dabei lernen.
Genaue Daten, wie das PCB ausseht, hab ich eigentlich schon, hab mich n' paar Stunden hingesetzt und hab des vermessen!

Soviel erstmal zu der neuen Version, freu mich schon auf eure Kritik!

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ich finds trotz vieler kritischer Stimmen hier nach wie vor eine coole Idee.
Die Effizienz eines Serienkühlers wirst du wohl nicht erreichen, aber funktionieren könnte es trotzdem.
Rein theoretisch sollte die Wärmeleitung des Metalls ausreichen, die Wärme von den SpaWas auch ins Wasser abzuleiten. (machen einige Grossherstelller auch so)
Vielleicht solltest du noch versuchen, die Fläche der Wasserkanäle so weit wie möglich zu vergrössern.. kannst du auf der linken Seite (im Bild) noch Material hinzufügen, um den Kanal zu verbreitern?

Allerdings würde ich an deiner Stelle nochmal drüber nachdenken, das ganze Ding aus Kupfer zu fräsen. Nicht nur wegen der etwas besseren Wärmeleitung sondern vor Allem wegen Korrosion. (große Differenz zwischen Alu und Kupfer in der elektrochemischen Spannungsreihe.. und die Radiatoren sind ja aus Kupfer)
Alu im WaKü Loop sollte man so weit wie möglich vermeiden.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Die neue Version schaut schon deutlich besser aus.
Wie Chukku schon geschrieben hat, solltest du das Volumen für das Wasser vergößern.

Eine Möglichkeit die Kühlung für die Stromversorgung zu verbessern ist ein kleinerer Kanal, der unterhalb der Kühlfinnen der GPU entlang, in Richtung der Kühlrippen. Dort kannst du diesen als Labyrinth über die SpaWas zurückführen.
Dies ist aber nicht zwingend nötig und ein paar gut designte Kühlrippen können das ganze Optisch aufwerten (z.B. den Radius eines Scheibenfräsers mit Einbeziehen) und die SpaWas kühl halten.

Für eine Version aus Kupfer ist 2.0070 (Cu-HCP) recht gut.
Hier natürlich auch ein Auge auf das Gewicht legen.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Wenn die Spannungswandler nur passiv gekühlt werden sollen (entsprechende Vorbilder gibt es von Liquid Extasy mehrere) und kein Wasser mehr über die Spulen geleitet werden muss, würde ich die Dicke des Kühlers deutlich reduzieren. Ausgehend von den Gewindemaßen würde ich den aktuellen Entwurf auf wenigstens 3 kg Kupfer schätzen – Materialeinsparung ist hier nicht nur eine Kosten-, sondern auch eine Stabilitätsfrage.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Ok, hab mir jetzt nochmal über den Deckel Gedanken gemacht...
Wie ihr seht, ist jetzt ne Aussparung über dem Chip, in den der Deckel reingeschraubt wird... Hat da jemand schon Erfahrungen mit? Mein Vater (Is im Formenbau tätig) meint, M4 Schrauben würden dafür niemals langen (Plane, des ganze mit nem 1,5 mm Gummi abzudichten und die Nut is 1,1 mm tief, also 0,4 mm Vorspannung). Was sagt ihr dazu? Hab gelesen, dass M4 zwischen 2.500 und 6.000 N abkönnen, was doch rein theoretisch langen müsste, oder?
Was ich mich noch frage ist, wie dick ihr den Boden macht. Einerseits, soll des ja dünn sein, damit die Wärme besser übertragen wird, andererseits sollte der aber auch nicht brechen.
Was die Frage angeht, ob ich Alu oder Kupfer verwende werde ich sehen... Ist dann im Endefekt ne Geldsache. Da ich aber immer wieder mit wassergekühlten Motoren zu tun habe, in deren Kreisläufe auch verschiedene Metalle vorkommen, denke ich, dass das mit genug Korrosionsschutzmittel schon funktionieren wird.
Mit den größeren Kanälen war ich mir jetzt nicht sicher, wie ihr das meintet, da der linke genauso groß ist, wie der rechte... Hab jetzt mal ne Zeichnung als Gitter angehängt, da sieht man des besser!
Das Gewicht dürfte bei der aktuellen Version bei Kupfer 1,1 kg liegen, bei Alu wären es 350g.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Die Kraft die Schrauben "Verkraften" hängt von 2 Dingen ab: dem Material der Schraube und dem Grundmaterial der Mutter (bei dir Kupfer oder Alu).
Beides ist weicher als eine Standart 8.8 Schraube. Also würde bei Überlastung das Gewinde aus dem Kühler gerissen aber die Schraube ohne Schaden bleiben.

Die 0,4mm Vorspannung ist recht hoch wenn du eine NBR-Dichtschnur/O-Ring nutzen möchtest. Kann aber von einigen M3- oder M4-Schrauben sicher gehalten werden (die Anzahl macht hier die Musik^^). 0,4mm ist eigentlich der Normale Wert für 2mm O-Ringe.
Eine Gefahr die du bei solch einer Spannung hast, ist das sich ein dünner "Deckel" unter Einfluß der Temperatur und des Drucks an den Scchraubenköpfen verformen kann wodurch Lecks entstehen können.

3mm - 5mm dickes Makrolon kann hier funktionieren.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

ich hab grad erst kürzlich meine EKWB Blocks von den 980Tis komplett auf- und wieder zugeschraubt und ich bin mir ziemlich sicher, dass da sogar nur M3 Schrauben drin sind.
Aber dafür dann auch ziemlich viele:

https://www.ekwb.com/shop/media/cat...33887a97daa66f/f/c/fc-titan-x_np_fit2_800.jpg

Ich denke, dass das ein recht wichtiger Punkt ist: möglichst viele gleichmässig verteilte Schrauben, damit die Last vernünftig verteilt wird und sich der Deckel zwischen den Bohrungen nicht aufbiegt (=undicht wird).

Was die Breite der Kanäle angeht:
Es geht nur darum, möglichst viel Kontaktfläche zwischen Wasser und Metall herzustellen, damit die Wärme vernünftig übertragen werden kann.
Der Haupt Wärmeübergang findet natürlich über der GPU statt und da hast du schon die feinen Rillen für diesen Zweck.
Aber VRAM und Spannungswandler geben ja auch Wärme an den Kühlblock ab, die du optimalerweise auch ins Wasser leiten willst. Deshalb wären möglichst breite, flache Kanäle sinnvoll. (wie du auf dem verlinkten Screenshot des EKWB Blocks z.B. ganz gut sehen kannst.)
Nach rechts kannst du nicht wirklich breiter werden, weil da die Aussparung für irgendwelche elektronischen Bauteile in den Weg kommt.
Deswegen mein Vorschlag, links noch ein bisschen Fläche zu schaffen.

AW: Selbstgebauter GPU-Kühler

Bei mir sind es M3 Schrauben und 1,5 mm O-Ring, das ist alle mal ausreichend. Bezüglich vermessen, würde ich dir raten die Karte einzuscannen und nach einer Schablone zu arbeiten. Denn eine Handmessung mit einen Messschieber ist nicht nur umständlich, sondern auch meist ungenügend, spreche da aus Erfahrung.

Dann noch viel Erfolg.