Influencia de los defectos geométricos en la superficie de contacto de un disipador de calor, orientado a la asignación de sus tolerancias de fabricación

Abstract

Comunicación presentada en el XXI Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica, celebrado en Elche en Noviembre de 2016.Las desviaciones de la geometría real en los componentes fabricados respecto de la geometría ideal tratada durante el diseño provocan la aparición de anomalías durante el funcionamiento de componentes ensamblados, siendo necesario limitar estas desviaciones mediante una apropiada síntesis de tolerancias (su especificación y la asignación de sus valores) de modo que se garantice la funcionalidad. Esta síntesis de tolerancias se deberá llevar a cabo efectuando un estudio detallado de cómo las desviaciones de fabricación afectan a la función, y asignando valores de las tolerancias atendiendo a criterios de capacidad y de costes de fabricación. Sin embargo, las relaciones entre el valor de las tolerancias y la calidad de funcionamiento no están siempre claras, por lo que las tolerancias se especifican asignando valores "habituales" o recomendados. Este proceder es frecuente y lleva a que se establezcan, con gran frecuencia, esquemas inconsistentes de tolerancias, que conducen a asignar valores para las tolerancias excesivamente estrechos. Como consecuencia de todo ello las piezas resultan caras y el propio funcionamiento del conjunto puede incluso no quedar garantizado. En este trabajo se analiza un sistema compuesto por un circuito integrado (CI) y un disipador de calor sobre él montado, estudiando cómo influyen los errores de fabricación presentes en la superficie del disipador en la capacidad de transmisión de calor en la zona de contacto entre CI y disipador, siendo el requisito funcional la transmisión de una cantidad de calor Q definida bajo unas condiciones de contorno ambientales. Como resultado se obtendrán las ecuaciones funcionales que ligan el RF con la tipología y magnitud de los errores, particularizado para el caso concreto de los defectos de rugosidad superficial en la superficie del CI