Fragen zu Selfmade-Waküblock -> Die Temps sind da!

[HighEnd111]

Fragen zu Selfmade-Waküblock -> Die Temps sind da!

Moin liebes Forum,

bei uns in der Ausbildung dürfen wir gerade machen, worauf wir Lust haben, und ich hab mich für nen eigenen Wakü- Block für meine CPU entschieden. Material wird Kupfer sein, das ich evtl noch vernickeln lasse. Der "Deckel" besteht aus ebenfalls zurechtgefrästem Plexiglas (6 mm dick), welcher mit vorraussichtlich 8 Schrauben am Block befestigt wird (An den Ecken und in den Mitten der Seiten jeweils eine Schraube). Gefräst wird an einer 3-Achs CNC ohne automatischen Werkzeugwechsler.

Ich habe einige Fragen zu diesem Thema, diese wären:

- Wie groß muss das Grundmaterial für einen Block, der auf Sockel 1155 passt, sein?
- Welche Gewinde sollte man für Ein- und Auslass schneiden bzw. was sind die gängigsten Gewinde für solche Blocks?
- Wie sehen die Lochabstände aus? Länge von der Mitte des Blocks bis zur Y-Höhe und von dort aus bis zur Lochmitte auf der X-Achse wäre ganz praktisch, alternativ geht bestimmt auch die direkte Länge von der Mitte bis zur Lochmitte.
- Backplate sinnvoll oder nicht? Wenn ja, bitte gebt mir die Maße für eine gute Backplate oder einen Link zu einer kaufbaren (bitte nicht so teuer ^^).
- Welches Muster für die Wasserkanäle (Schlangenlinie gerade/schräg, Spirale, kombiniert; ein oder mehrere Kanäle; Wie groß sollten die Kanäle sein)? Der kleinste Schaftfräser für diese Maschine ist 2 mm groß, so ein "Mikrosieb" gelingt also nicht.
- Wie groß sollte die Fläche sein, in der die Kühlkanäle + Abdichtung (vorzugsweise O-Ring) verlaufen?
- Wie groß sollte das eigentliche "Kühl-Quadrat" maximal sein, damit der Kühlblock mit nichts crasht? (Mainboard: Asus P8Z77-M Pro)
- Wie breit und lang sollten die "Ärme" (mini- & maximal) sein, die für die Befestigungsschrauben zuständig sind?
- Muss eine "Erhebung" gefräst werden, die auf die CPU aufliegt, oder kann man die komplette Fläche des Kühlers auf einer Höhe lassen? (Crasht das dann mit Spawa, Elkos etc.?)
- Wie bekomme ich eine richtig, richtig saubere Fläche, auf der die CPU aufliegt? (Fräsen mit geringstem Vorschub, Polieren oder was wäre am Besten?)

Ich hoffe, es sind nicht zu viele Fragen.
Am besten wäre natürlich zusätzlich ein Datenblatt mit den meisten Maßen eines Waküblocks für diesen Sockel. Wenn jemand eines parat hat, bitte lasst mich daran teilhaben
Wenn jemand Lust und Laune hat, kann er gerne auch eine Bitmap- oder Vector-Datei des Blocks (und evtl der Backplate) hier anbieten, die CNC-Fräse packt beides

Vielen Dank für eure Hilfe!
LG, HighEnd

 

[XxmArKxX88]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Hey,

kann zwar nichts beitragen, aber ich bleib dran und warte auf die Bilder

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

^^ War irgendwie klar
Auf dem Werksgelände darf ich nichts abschießen, aber wenn das gute Stück fertig ist, werden Bilder kommen

 

[Combi]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

rein theoretisch...kauf dir nen standardkühler und nimm dessen maße..dann biste auf der sicheren seite...
so isses am einfachsten...

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Du meinst den Intel Boxed Kühler? Hätte ich einen da, aber der wird gerade für die CPU gebraucht ^^ Außer die Boxed für 775 passen auch aufn 1155er Sockel, von ersterem hätte ich nämlich auch einen.

 

[Jeretxxo]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Kann dir zwar auch nicht weiterhelfen, aber einen Thread möchte ich trotzdem verlinken. Eventuell bringt dich das ja ein ganz kleines Stück weiter.
http://extreme.pcgameshardware.de/e...9213-lga-1366-wakue-selber-fraesen-masse.html

Edit: Eventuell kannst du mal den Bastler anschreiben.

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Der Link beantwortet schonmal einige Fragen, danke
Ein paar Maße habe ich dem Boxed Kühler auch entnehmen können

Bin natürlich weiterhin für jede Hilfe dankbar.

 

[VJoe2max]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

- Wie groß muss das Grundmaterial für einen Block, der auf Sockel 1155 passt, sein?

Im Prinzip nur so groß wie das zu kühlende DIE, aber in der Praxis bietet es sich an mindestens den IHS komplett abzudecken und, um nicht allzu beengt mit den Abfluss-Strukturen zu sein, haben sich bei den meisten Kühlern Bodenflächen von 50x50mm bis 60x60mm bewährt. Bei noch größeren Flächen gerät man auf vielen Boards leicht in Konflikt mit umliegenden Bauteilen - trotz keep-out Zonen. Wenn man die Halterung in die Bodenplatte des Kühlers integrieren will (was ich nicht für sinnvoll halte), bietet sich für einen LGA 115x-Kühler ein Rohmaß von 85x85mm an - allerdings wird man dann bei vielen Mainboards der Kompatibilität zuliebe nicht um das Ausnehmen großer Bereiche der Unterseite im Außenbereich des Kühlers herum kommen...

- Welche Gewinde sollte man für Ein- und Auslass schneiden bzw. was sind die gängigsten Gewinde für solche Blocks?

G1/4" BSP-Gewinde sind der Standard im Wakü-Bereich. Sicher mehr als 99,9% aller Wakü-Anschlüsse sind für diese Gewindegröße gemacht. Vor dem Schneiden wird dafür mit 11,8mm gebohrt, wobei die Gewinde auch mit einer Kernbohrung von 12mm noch gut greifen, falls ein 11,8er Bohrer nicht zu Hand ist. G1/4"-Gewindeschneider sollten in den meisten gut sortierten Werkstätten zu finden sein, aber falls in der Werkstatt eine (imho grundsätzlich berechtigte) Allergie gegen zöllige Gewinde vorherrscht, gibt es genügend Werkzeug-Shops die G1/4"-Gewindebohrer zu moderaten Preisen anbieten. Wirklich gutes Werkzeug kostet aber auch hier richtig Geld. Für zwei drei Gewinde pro Jahr tut´s aber auch was Billiges.

- Wie sehen die Lochabstände aus? Länge von der Mitte des Blocks bis zur Y-Höhe und von dort aus bis zur Lochmitte auf der X-Achse wäre ganz praktisch, alternativ geht bestimmt auch die direkte Länge von der Mitte bis zur Lochmitte.

Für alle LGA 115x Sockel liegt der Abstand von Lochmitte zu Lochmitte bei 75mm (also von Ecke zu Ecke - nicht über die Diagonale gemessen).

- Backplate sinnvoll oder nicht? Wenn ja, bitte gebt mir die Maße für eine gute Backplate oder einen Link zu einer kaufbaren (bitte nicht so teuer ^^).

Eine Backplate kann man sich bei LGA 115x-Board eigentlich immer sparen. Hinsichtlich Kühlleistung hat sie ohnehin keinen Einfluss. Backplates sind mehr als Mainboardschoner gegen starke Durchbiegung zu sehen. Von daher hat das wenig bis nichts mit der Kühlung zu tun.

- Welches Muster für die Wasserkanäle (Schlangenlinie gerade/schräg, Spirale, kombiniert; ein oder mehrere Kanäle; Wie groß sollten die Kanäle sein)? Der kleinste Schaftfräser für diese Maschine ist 2 mm groß, so ein "Mikrosieb" gelingt also nicht.

Bist du ausschließlich auf Schaftfräser beschränkt? Wenn nicht, kann ich nur zu kleinen Kreissägeblättern raten. Dafür sind passende Sägeblattaufnahmen von Nöten aber dann sind Kanalbreiten im Bereich um 0,5mm oder noch kleiner kein Problem. Kanäle mit 2mm Breite sind relativ ineffektiv - egal in welcher Form. So kannst du nicht viel aktive Fläche im relevanten Bereich erzeugen. Einen Kühler der dennoch ausreichend kühlt, damit eine aktuelle CPU nicht heißer als unter Lukü wird, ist so zwar schon machbar, aber nichts was mit kommerziellen Wasserkühlern konkurrieren könnte - außer vllt. mit Inno .
Was die Form der Struktur angeht: Was zählt ist letztlich einen guten Kompromiss aus möglichst hoher Strömungsgeschwindigkeit im Sinne hoher Turbulenzgrade in den Kanälen, bei gleichzeitig großer aber möglichst nah am DIE liegender Kühlfläche zu finden und dabei weder Zu- noch Abströmung zu stark zu bremsen, so dass der Widerstand trotz der für hohe Turbulenzgrade feinen Struktur nicht zu groß wird. Das ist letztlich die Kunst an der ganzen Sache. Einen Patentlösung gibt es nicht, aber einige bewährte Ansätze die im Regelfall recht gut performen. Sehr wichtig ist im Übrigen auch die Minimierung der Restbodenstärke, wenn man gute Performance erzielen will. Die beste Struktur nützt wenig wenn darunter noch 2mm massives Kupfer den Wärmewiderstand erhöhen und noch mal unvermeidliche ca. 2-3mm vom IHS (sofern man die CPU nicht köpft)...

- Wie groß sollte die Fläche sein, in der die Kühlkanäle + Abdichtung (vorzugsweise O-Ring) verlaufen?

Die aktive Kühlfläche muss prinzipiell nicht größer als das DIE sein. In der Praxis ist eine etwas größere Fläche aber kein Fehler und fertigungstechnisch durchaus sinnvoll. Wie groß der O-Ring genau sein muss hängt von der Konstruktion und der Form der Nut ab. Das musst du einfach ausprobieren, wenn es bei deiner Konstruktion nicht vernünftig messbar sein sollte. Bei einer CNC-Konstruktion kannst du es der Zeichnung oder am Ende dem Fräsprogramm entnehmen. Hab mir für meine Kühler einfach im in Frage kommenden Bereich von jeder Größe in 1mm Abstufungen jeweils ein paar O-Ringe auf Lager gelegt - eine Größe passt immer und O-Ringe sind billig . Vom Durchmesser her hat sich 1,5mm ganz gut bewährt. Passende Nutmaße sind in der einschlägigen Literatur (z.B. in Tabellenbüchern) leicht zu finden.

- Wie groß sollte das eigentliche "Kühl-Quadrat" maximal sein, damit der Kühlblock mit nichts crasht? (Mainboard: Asus P8Z77-M Pro)

Siehe erste Frage

- Wie breit und lang sollten die "Ärme" (mini- & maximal) sein, die für die Befestigungsschrauben zuständig sind?

Bei den Armen der Halterung hat man recht große Freiheiten für´s Design. Je nach Material sollte man die Halterung aber nicht zu dünn machen. Bei Edelstahl und Titan reichen für übliche Designs 2mm locker. Bei Alu und Kupfer sollten es da schon eher 3mm oder mehr sein. Kommt aber letztlich immer ein wenig auf die Konstruktion an was nötig ist.

- Muss eine "Erhebung" gefräst werden, die auf die CPU aufliegt, oder kann man die komplette Fläche des Kühlers auf einer Höhe lassen? (Crasht das dann mit Spawa, Elkos etc.?)

Erneut: Siehe erste Frage.

- Wie bekomme ich eine richtig, richtig saubere Fläche, auf der die CPU aufliegt? (Fräsen mit geringstem Vorschub, Polieren oder was wäre am Besten?)

Planschleifen auf einer Flachbettschleifmaschine wäre ziemlich gut. Auch eine Überfahrt mit einem Planfräser bei geringer Zustellung und material- und schneidstoffabhängig richtig eingestellter Schnittgeschwindigkeit ist eine gute Methode. Wenn das alles nicht in Frage kommt, sollte man den Kühler einfach normal abfräsen und danach von Hand auf einer Glasplatte mit Sandpapier, bei immer feiner werdender Körnung, plan schleifen. Polieren ohne professionelles Equipment führt in der Regel eher dazu wieder leichte Welligkeit zu erzeugen.

Am besten wäre natürlich zusätzlich ein Datenblatt mit den meisten Maßen eines Waküblocks für diesen Sockel. Wenn jemand eines parat hat, bitte lasst mich daran teilhaben

Ein Blick zur Quelle hilft oft weiter: LGA 1155 Socket Thermal Mechanical Specifications and Design Guidelines (Zeichungen ab Seite 104)

Wenn jemand Lust und Laune hat, kann er gerne auch eine Bitmap- oder Vector-Datei des Blocks (und evtl der Backplate) hier anbieten, die CNC-Fräse packt beides

Selbst ist der Mann! Sonst könntest du auch gleich einen fertigen Kühler kaufen - ist in der Regel auch billiger .

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Danke für deine Antworten

Ich habe jetzt eine Grundplatte mit 55 mm x 55 mm, in der ich 30° schräge Kanäle einfräse, welche von einem größeren Kanal umrandet werden. In den Deckel kommen auch 30° schräge Kanäle rein, versetzt zu denen in der Grundplatte. Der Einlass ist in der Mitte, der Auslass an einer Ecke des größeren Kanals außenrum.
Die Grundplatte wird ca. 8,5 mm dick (Unterseite plangeschliffen), die Kanäle 7,5 mm tief. Leider kann ich nur 2 mm dünn fräsen, ein Sägeblatt in diesen Dimensionen und kleiner haben wir nicht zur Hand.
Gefräst wurde es noch nicht, nur die Grundplatte auf Maß gebracht. Falls also Verbesserungsvorschläge existieren sollten, nehme ich sie gerne an.

Der Deckel wird nun auch aus Cu gefertigt, mir steht im Werk kein Plexi zur Verfügung. Der Deckel beinhaltet gleichzeitig die Befestigungsarme und wird mit 4 Schrauben an der Grundplatte befestigt.

 

[ruyven_macaran]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Die Kanäle im Deckel solltest du dir sparen, das ist nur eine Abkürzung, mit der Wasser deine Kühlstruktur umfließt. Dass das nichts bringt, macht Inno vor. In den Deckel solltest du nur je einen Sammelkanal ganz außen von/zum Ein- und Auslass fräsen, so dass die Kühlstruktur im Boden auf möglichst großer Länge durchflossen wird.
Bei deiner sehr groben Struktur könnte es sich ggf. lohnen, mit einer tieferen Struktur und kegeligem Fräser zu arbeiten. Kommezielle Kühler erzielen auf 1-2 mm Dicke eine Oberfläche, bei der sie problemlos die Wärme ans Wasser abgegeben bekommen, aber bei dir wird das nicht der Fall sein. Entsprechend musst du ausreichend große Materialquerschnitte für Wärmeleitung innerhalb des Kupfers einplanen.

Ich würde übrigens eher Mainboard- oder HDD-Kühler herstellen. CPU-Kühler, die mehr als alles leisten, was du mit deinem Werkzeug hinbekommst, kannst du gebraucht für <5 € bekommen. Bei Mainboard- und HDD-Kühlern (RAM auch) kannst du mit deinen Methoden problemlos kommerzielle Produkte überbieten.

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Primär möchte ich ja nicht unbedingt einen konkurrenzfähigen Kühler herstellen, sondern einfach einen, der besser kühlt als der Intel Boxed-Kühler. Es ist kein hoher Maßstab, das liegt aber auch daran, dass ich das ja nur aus Interesse mache.

Natürlich wäre es umso geiler, je besser er kühlt. Daher möchte ich ja gerne die "bestmögliche" Kühl-/Kanalstruktur wissen, die ich mit dem mir zur Verfügung stehenden 2 mm Schafti erzielen kann. Aber das hat vorerst keine Priorität, funktionieren muss es
Da ich früher oder später eh das Geld für eine erweiterbare OnlyCPU-Wakü ausgegeben hätte, bot sich das halt umso mehr an
Chipsatz/MB-Kühler sind für jedes Board speziefisch und deshalb komplexer, außerdem komm ich da mit dem 2er Schafti erst recht nicht bei. HDDs werden mir nicht heiß genug, damit es sich dafür eine Wakü lohnt ^^

Ich freue mich auf weitere Vorschläge für den CPU-Block

 

[ruyven_macaran]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Chipsatz/Spannungswandlerkühler sind i.d.R. sehr einfache Kanalkühler. Wenn du den Kanal in einen massiven Block fräst hast du schon eine bessere Kühlleistung, als manch kommerzieller Kühler (die die Kanäle teilweise oder vollständig in einen Kunststoffdeckel fräsen, so dass nur eine flache Bodenplatte zur Kühlung beiträgt). Was feineres als 2 mm bräuchtest du allenfalls für die Dichtungs-Nut.
Mainboard-spezifisch sind sie natürlich - aber für ein einzelnes Board ist das ja keine zusätzliche Komplexität, du musst so oder so einmal die Maße festlegen. Die Wiederverwendbarkeit ist bei einem CPU-Kühler, der schlechter kühlt, als manch Luftkühler, auch nicht hoch. (Den Boxed-Kühler wirst du zwar mit nahezu jeder Kühlstruktur schlagen - aber zu dem gibts ja nun wirklich viele Alternativen)


Zur CPU-Struktur:
Bei 7,5*2 mm Kanälen sollte man über Maßnahmen zur Steigerung der Fließgeschwindigkeit nachdenken - d.h. umgekehrt zu Maßnahmen, die den Gesamtquerschnitt verringern. Wenn du präzise genug arbeiten kannst, würde ich in den Deckel ein Negativ der Kanäle fräsen, so dass beim Zusammenbau Stege aus dem Deckel in die Mitte der Kanäle ragen. Das durchflossene Profil wäre dann kein 7,5*2 mm Rechteck mehr, bei dem das meiste Wasser nutzlos in der Mitte durchrauscht, sondern ein 2 mm breites, 7,5 hohes U, in dessen inneres ein z.B. 0,5 mm breites, 6,75 mm tiefes Gegenstück von oben herreinragt, so dass das Wasser durch 0,75 mm breite Schlitze zwischen Kanalwand und Hinderniss bzw. durch einen rechteckigen 0,75*2 mm Bereich am Boden des Kanals muss. (zu den genauen Werten kann Vjoe sicherlich mehr sagen).

Alternativ (zusätzlich?) kann man die Kanäle in Schleifen führen. Bei 2*7,5 mm würde ich zwei, maximal 3 Kanäle parallel schalten. Die sollten dann 3 oder 5 mal über die gesamet Kühlerlänge laufen, bevor sie sich in Richtung Auslass öffnen.

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Das mit dem Negativ hört sich gut an, wird aber vermutlich relativ schwer umzusetzen.

Mit Schleifen meinst du doch Schlangenlinien, oder? Wäre das effizienter bzw. kühlleistungsfähiger als 30° schräge Kanäle, die das Wasser nur einmal durchlassen?

Wenn ja: Sollte ich dann das Wasser in der Mitte einfließen und über Schlangenlinien beidseitig in einen Auslass-Sammelkanal fließen lassen oder von der einen Seite in die Schlangenlinien einfließen und auf der anderen Seite ausfließen lassen?

 

[ruyven_macaran]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Ich würde keine kontinuierliche Schlängelung nehmen (aufwendig zu fertigen, gute Platzausnutzung schwierig), sondern einmal über die gesamte Länge gehen, eine 180° Kehre machen, wieder über die gesamte Länge zurückgehen, noch eine Kehre => Ausgang (ggf. noch einen weiteren Doppeldurchgang dazunehmen). Die Verbindungsstelle zwischen zwei Längsbahnen kann in der Kehre dabei ruhig 3-4 mm lang sein, damit das Wasser in der Kurve (=mehr Widerstand) mehr Querschnitt (=weniger Widerstand, Kurve kompensiert) hat. Ein zentraler Einlass + Sammelkanal würde das Layout nur unnötig komplizieren. Normalerweise macht man den, damit das Wasser in zwei Richtungen abfließen kann => doppelte effektive Breite, die man parallel nutzen kann, weniger Widerstand. Aber wie gesagt: Ich würde bei dir nicht einmal die einfache effektive Breite voll parallel nutzen.

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Okay, und dann max. 3 Kanäle parallel zueinander, verstehe ich das korrekt?

 

[ruyven_macaran]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Das wäre mein Vorschlag, ja. Drei Kanäle a 2 mm Breite a 3 Durchgänge hätten 18 mm Gesamtbreite - dazu 2-3 mm Breite für die 8 Stege dazwischen. Dazu 2 Außenwände und je eine Sammelkammer und Ein- und Auslass.

Wie gesagt: Ich würde aber noch eine Antwort von Vjoe zum Thema Struktur abwarten. Der hat schon ein paar Kühlerdesigns ausprobiert und weiß ggf. besser, was nicht geht - ich hab bislang nur bei Chipsatz und Festplatten selbst angelegt, der Rest ist pure Theorie.

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Okay
Reicht ein 240er Radi eigentlich für nen i5-3330 aus?

 

[ruyven_macaran]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Passiv nicht
Aktiv ist alles möglich und bei 240 braucht man zumindest geringere Drehzahlen, als mit Lukü.

 

[VJoe2max]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Da reicht sogar ein ganz ganz laues Lüftchen - so eine "kleine" CPU ist kühltechnisch wirklich keine Herausforderung (mal abgesehen von der WLP Problematik unter dem IHS).

 

[HighEnd111]

AW: Fragen zu Selfmade-Waküblock

Ich hab jetzt die CNC-Zeichnung geändert, jetzt sind es 3 Kanäle, die in 3 Bahnen durch den Kühler laufen und je 1 mm breite Stege hinterlassen. Die 180°-Wenden sind mit relativ großen Radien gezeichnet, sodass das Wasser nicht zu sehr aufgehalten wird. An Ein- und Auslass sind nochmals kleine Radien, die die Kanäle um 90° versetzen und zum Sammelkanal leiten, der allerdings aus Platzgründen auch nur 2 mm dick ist. Um die ganze Kanalstruktur kommt ein 50er O-Ring mit 2 mm Stärke, das müsste reichen.

Bei der Tiefe der Kanäle könnte ich auch noch ein bis zwei Zehtel tiefer, sofern mein Fräser lang genug ist (wollte nachmessen, habs aber verpeilt ^^).

Noch ein paar Fragen:

Sollte man in den Deckel auch eine kleine Aussparung für den O-Ring einfräsen? Oder dichtet es schon genug ab, wenn er nur im Kühlblock selbst eingelassen wird?

Gibt es sonst noch irgendwelche Tipps für den Deckel? Btw: Wie fräse ich die Arme am Besten aus, ohne den Schraubstock oder die Fräser zum Heulen zu bringen?
Danke auch für die bisherige Hilfe, Meister hat gemeint das wird was