DIY Wasserkühlblock für CPU/GPU: Erfahrungen und Tipps gesucht!

[Idro]

Hallo liebe Community,

ich stehe vor der Herausforderung, meinen alten PC mit einem selbstgebauten Wasserkühlblock für die CPU oder GPU aufzurüsten. Theoretisch scheint das Ganze recht einfach zu sein, aber in der Praxis anscheinend nicht. Denn die Suche nach geeigneten Anleitungen, Erfahrungsberichten und Informationen stellt sich schwieriger als gedacht.
Ich habe zahlreiche Suchanfragen durchgeführt es scheint, dass ich vielleicht auch die falschen Suchbegriffe / Keywords nutze.


Ich habe zwar ein grundlegendes Verständnis für die Funktionsweise von Wasserkühlungen, jedoch fehlen mir konkrete Erfahrungsberichte, die mir bei meinem Projekt weiterhelfen könnten. Deshalb wende ich mich an euch in der Hoffnung, dass ihr mir mit eurem Fachwissen und euren Erfahrungen zur Seite stehen könnt.

Gibt es spezielle Anleitungen oder Tipps, die ihr teilen könnt?
Welche Fallstricke gilt es zu beachten und wie kann ich sie vermeiden?
Eine Werkstatt vom Nachbar samt Hobby-CNC Fräse steht auch zu Verfügung.

In der Theorie besteht der Aufbau lediglich aus Wärmeleitpaste an der Kontaktstelle am Wärmekörper und Kupfer- oder Aluminiumkühlrippen sowie der Abdichtung der Abdeckung aus z.B. Acrylglas mit Zu- und Ableitungskanälen.

Jeder Ratschlag und jede Erfahrung wird von mir dankbar angenommen und hilft mir dabei, mein Projekt erfolgreich umzusetzen. Vielen Dank im Voraus für eure Unterstützung und ich freue mich darauf, von euren Erfahrungen zu lernen!

Liebe Grüße,

 

[Idro]

Ich beherrsche bereits die galvanische Vernickelung von Kupfer und die Verwendung der Fräsmaschine.

 

[Sinusspass]

Wäre die Theorie so einfach, dann würden ein Dutzend Wakü-Hersteller nicht seit Jahrzehnten daran forschen, immer besser zu sein. Klar, für ältere Hardware braucht es nicht die besten Kühler, aber bisschen Plan solltest du schon haben, was du machst.
Den CPU-Kühler sehe ich da noch recht simpel. An sich könntest du da auch einfach einen bestehenden Kühler nehmen und einfach ein eigenes Montagesystem zusammenfräsen. Lochabstand beachten, dann paar Schrauben und gut. Das würde ich aber auch noch in hässlich mit Flex, Dremel und Bohrmaschine schaffen.
Das Ding selber zu bauen wird dann wieder aufwändiger. An sich brauchst du für die Bodenplatte eine halbwegs taugliche Kühlstruktur und im Deckel eine entsprechende Wasserführung, sodass dein Wasser die Kühlstruktur auch vollständig passiert.
Bei der Grafikkarte ist es schwieriger. Da musst du eben bedenken, dass du nicht nur die GPU kühlst, sondern auch VRAM und Spawas. Du musst die Karte also genau vermessen und auch die Höhe bedenken, brauchst Aussparungen für etwaige Kondesatoren und und und. Das sollte dir als CNC-ler aber von selbst klar sein. Und dann brauchst du natürlich immer noch die entsprechende Wasserführung.
Und die wichtigste Frage, kennst du dich mit Wakü überhaupt aus (also, so richtig) oder ist das nur ne fixe Idee?

 

[Idro]

Natürlich bin ich kein Experte, aber ich dachte mir einfach, dass ich die Struktur ähnlich wie bei den großen Herstellern gestalte und nicht das Rad neu erfinden muss. Immerhin bin ich kein Hobby-Physiker, der jetzt den effizientesten Kühlkreislauf herausfinden muss. Ich überlege stark, ob ich nicht gleich das gesamte Mainboard und die Riegel mitkühlen soll. Ich vermute stark, dass die Hersteller wie in fast jeder Branche zwar an neuen Technologien und Techniken forschen, aber meine Vermutung ist eher, dass es um den finanziellen Aspekt geht: die Produktion so effizient wie möglich ablaufen zu lassen, das heißt so wenig wie möglich Material zu verwenden und die Produktion so einfach und schnell wie möglich zu gestalten und das Ganze auch in Massen realisierbar. Dabei wird möglicherweise nicht immer die beste Kühlvariante gewählt. Außerdem sehe ich keine großen Fortschritte in der Wasserkühlung, eher viele Variationen für die kleinen und großen Geldbeutel. Die Hersteller sind auch von vielen Faktoren abhängig, wie der Nachfrage, den Lieferanten und den Produktionshallen. Ich habe einfach den Vorteil, dass ich selbst Hand anlegen kann und finanziell unabhängig bin. Aber natürlich ist das alles auch spekulativ, ich weiß es nicht genau.


Mein erster Gedanke, ohne viel zu überlegen, war, Kupfer gegen Korrosion zu schützen, eine Seite flach zu halten und auf der anderen Seite Kühlrippen für die Wärmeabfuhr zu fräsen, wobei ein Hals eingefräst wird, der dann an die Abdeckung geklebt wird. Vielleicht sogar die front Abdeckung mit einem besseren Material als Acrylglas, für die zusätzliche Wärmeabfuhr. Anschließend könnten Dichtungen mit einem Metallgewindeeinsatz für den Zu- und Abfluss der Kühlflüssigkeit angebracht werden. Das wäre meine erste Vermutung gewesen. Je mehr Kontaktfläche, desto besser und die Kühlflüssigkeit sollte in sinnvollen Bahnen fließen können.

 

[Sinusspass]

Natürlich bin ich kein Experte, aber ich dachte mir einfach, dass ich die Struktur ähnlich wie bei den großen Herstellern gestalte und nicht das Rad neu erfinden muss.

Das ist wohl der beste Gedanke.

Ich überlege stark, ob ich nicht gleich das gesamte Mainboard und die Riegel mitkühlen soll

Nö, bringt nix.

Achtung, Rant

Ich vermute stark, dass die Hersteller wie in fast jeder Branche zwar an neuen Technologien und Techniken forschen, aber meine Vermutung ist eher, dass es um den finanziellen Aspekt geht: die Produktion so effizient wie möglich ablaufen zu lassen, das heißt so wenig wie möglich Material zu verwenden

Natürlich würden die gerne sparen, aber Tatsache ist auch, dass ein Kühler mit weniger Metall meist besser ist. Umso weniger Material zwischen Hardwarea und Wasser ist, umso besser.
Umgekehrt ist es natürlich so, dass man gerne spart und das passiert auch regelmäßig, in der Regel bei der Maschinenzeit. Es ist teurer, eine komplexe Struktur aus wenig Material zu fertigen als eine einfache Struktur aus viel Material. Tatsächlich spart man vor allem, indem man für den Deckel einfach zu bearbeitende Materialien wählt, die zudem noch günstig in der Anschaffung sind.

und die Produktion so einfach und schnell wie möglich zu gestalten und das Ganze auch in Massen realisierbar.

Das ist sicher ein Faktor, vor allem bei der Bearbeitung.

Dabei wird möglicherweise nicht immer die beste Kühlvariante gewählt

Natürlich nicht, auch wegen besagter Maschinenzeit. Eine feinere Kühlstruktur mit mehr dünnen Finnen und mehr engen Kanälen kühlt immer besser als eine grobe. Abseits davon unterliegen die Hersteller aber natürlich einen Leistungskrieg untereinander, wer die besten Kühler baut. Nun, der Finnenkühler mit Jetplate hat sich als das Mittel der Wahl herausgestellt und ist zudem prinzipiell recht simpel zu fertigen. Relevant für die Leistung sind die Jetplate und der Kühlboden und da ist weniger mehr, wenn es um reinen Materialeinsatz geht.
Dazu kommt dann noch ein Berg weiterer Faktoren, wodurch selbst eine fertigungstechnisch mäßig feine Struktur oft nicht viel schlechter ist als eine sehr gute.
Weit wichtiger als die Performance ist sowieso die Optik mit viel Blinki Blinki und Acryl und Abdeckungen, was genau nichts mit der Kühlleistung zu tun hat. Aber der Markt will es so und fordert diese lächerlichen Kühler.

Mein erster Gedanke, ohne viel zu überlegen, war, Kupfer gegen Korrosion zu schützen, eine Seite flach zu halten und auf der anderen Seite Kühlrippen für die Wärmeabfuhr zu fräsen, wobei ein Hals eingefräst wird, der dann an die Abdeckung geklebt wird.

Also willst du Deckel und Bodenplatte verkleben? Lass es. Kleber verträgt sich nicht immer mit dem Kühlmittel, die Wartung ist unmöglich, was deinen Kühler zu einem Wegwerfprodukt macht und der Kühlerboden kann sich nicht an die Unebenheiten der CPU anpassen. Ein O-Ring außenrum ist das Mittel der Wahl.

Vielleicht sogar die front Abdeckung mit einem besseren Material als Acrylglas, für die zusätzliche Wärmeabfuhr.

Bringt nicht wirklich was. Relevant ist der Kühlerboden. Aus was der Rest besteht, ist nahezu egal.

Je mehr Kontaktfläche, desto besser und die Kühlflüssigkeit sollte in sinnvollen Bahnen fließen können.

Das stimmt, und das bedeutet, möglichst viele, feine Kanäle zu haben.

 

[Rabauke]

Mal bei www.meisterkühler.de vorbei schauen - ist leider nicht mehr viel los da, aber gibt viele Beispiele wie man auch recht einfach Kühler bauen kann.

 

[Cleriker]

Du meinst das richtige, schreibst den Link aber falsch. Bitte beim nächsten Mal einfach zur Probe selbst darauf klicken.

Willkommen in der Mk-Community • MeisterKühler

Schwerpunkt ist das Thema PC-Wasserkühlung (Wakü). Unsere Kompetenzen reicht von Eigenbauten, einfache Fertiglösungen bis hin zu individuellen Wasserkühlungen. PC-Nutzer, die bei ihren Anschaffungen ein Augenmerk auf Aspekte der guten Kühlung, geringer Lautstärke oder Sparsamkeit richten sind...

www.meisterkuehler.de

 

[Idro]

Ich habe gerade 30 Minuten im Forum verbracht. Früher war es sicherlich eine großartige und spannende Community. Das Forum ist sehr gemütlich und familiär gestaltet, was sich auch in den Beiträgen zeigt. Allerdings sind viele Beiträge veraltet und enthalten hauptsächlich Bildbeschreibungen, wobei die Bilder leider bereits gelöscht wurden. Ich werde weiterhin suchen, bin aber relativ skeptisch, ob ich etwas Nützliches und Aktuelles finde. Vielleicht kann mir jemand, der in den letzten drei Jahren ein Projekt gestartet hat, davon berichten oder eine Quelle zu einem solchen Projekt teilen. Ich bin besonders daran interessiert, Fehler die ich vermeiden kann vorher zu erfahren, wie die Wahl der richtigen Dichtungen oder die passende Kupferstärke.

Mein größtes Anliegen sind die Fehler, die nicht sofort erkennbar sind und erst nach einer gewissen Zeit auftreten könnten. Deshalb wäre ich über jede Erfahrung, insbesondere Langzeiterfahrungen äußerst dankbar.

Ein Heizkörper als Radiator und im Umkehrschluss ist der PC eine Heizung, geile Typen. Ach, ich werde es genauso machen wie die Leute bei Meisterkühler – einfach nach dem Trial&Error Prinzip vorgehen. Das scheint mir am sinnvollsten zu sein, da gefühlt keiner mehr sowas macht.

 

[Da_Obst]

Angesichts dessen, dass du bereits eine CNC-Fräse zur Verfügung hast stellt sich folgende To-Do-Liste
um von Null zu einem Fullcover GPU-Kühler zu kommen:

• GraKa zerlegen und genau vermessen.
• 3D-Modell erstellen und als Ausgangsbasis für den Kühler verwenden.
• Kühlerboden als Kunststoffmodell ausführen um auf Press-Passung zu prüfen.
• 3D-Modell gegebenenfalls anpassen und anschließend in Kupfer ausführen.
• Nach Möglichkeit Material chemisch beschichten um Oxidation vorzubeugen.

Das Um und Auf für einen funktionstüchtigen Kühler ist ein ordentliches und genaues Modell der Karte.
Nicht alle Komponenten müssen in 3D ausgeführt sein, vor allem die zu kühlenden Elemente und große Bauteile wie Caps&Coils sollten aber schon genau festgehalten werden um eine gute Passung zu erhalten und genügend Freiraum im Kühlerboden einplanen zu können.

Hier ein Beispiel anhand einer AMD RX480 Referenz Karte.
Die Slotblende und das PCB wurden anhand der PCIe-Spezifikationen gezeichnet und an die gegebene GraKa angepasst (Länge PCB, Anzahl Slots). Die Buchsen stammen von GrabCAD und die restlichen Komponenten habe ich in Höhe und Position am PCB selber ausgemessen. Da die Höhe vom DIE kritisch ist, wurde hier das Maß mit einer Bügelmessschraube genommen. Bei den VRAM-Modulen und den VRM-Modulen kommen in der Regel eh' dicke Pads zum Einsatz, welche +/- 0,1 mm gut verzeihen, also ist hier kein allzu genaues Messen erforderlich.

Anschließend entwirft man den Block nach eigenem Ermessen. Weniger Material ist mehr, vor allem in den Bereichen, welche hohe Wärmelast tragen müssen. Dabei ist durchgehend darauf zu achten, dass man mit den Maschinen auch fertigen kann, was am CAD gezeichnet wurde. Kein Fräser der Welt hinterlässt Taschen mit 0R in den Ecken. Je nach CAD/CAM-Lösung entspricht das Modell also im Idealfall schon dem gewünschten Werkstück.

Wo besonders hohe Verlustleistungen zu erwarten sind empfiehlt sich eine Coldplate mit Finstack um die Fläche zu erhöhen, über welche die Abwärme an das Kühlmedium übertragen wird.

Da es sich um eine Hobby-Maschine handelt würde ich dazu raten die Coldplate separat zu fertigen und vertikal zu schlitzen. Sub-Milimeter Fräser sind teuer und zerbrechlich. Außerdem geht ein Sägeblatt schneller durch's Kupfer und ist angenehmer in der Handhabe bei großen Breite/Tiefe-Verhältnissen im Material. Alternativ dazu kann man auch Coldplates zukaufen und in das Design einpflegen, damit würde man sich einiges an Aufwand sparen. Bei Watercool bekommt man eine HK3 Platte für ~23€, was will man mehr.

Bei einem Jetplate-Kühler braucht man auch noch einen Flowguide um das Wasser durch den Finstack zu zwingen, ansonsten verliert man einiges an potentieller Kühlleistung.

Anschließend vervollständigt man das Design mit O-Ringen und Terminal.
Für O-Ring Presspassung kann man auf Tabellen zurückgreifen, welche optimale Nutenmaße für jeweilige Härtegrade bereit halten. Ich würde ein Probestück mit unterschiedlichen Nuten fertigen und einfach auf Druck testen. Viel braucht es ja nicht um <1Bar in Schach zu halten.

So sieht in meinem Fall das fertige Modell aus.
Schrauben kann man auch noch im CAD einpflegen, ich verzichte da aus Performance-Gründen aber gerne auf die generischen Schraubenreihen und mache das im CAM.