DIY CPU-waterblok: 11 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik wilde al een tijdje een CPU-waterkoelblok maken en nadat ik had gezien hoe Linus van LinusTechTips er een maakte in zijn Scrapyard Wars-serie, besloot ik dat het tijd werd dat ik er zelf een ging maken. Mijn blok werd geïnspireerd door Linus', met hier en daar een paar van mijn eigen aanpassingen. Ik besloot om een doorzichtige bovenkant van polycarbonaat te gebruiken in plaats van de originele koperen plaat om het op maat bewerkte blok en de koelvloeistof weer te geven, evenals een verwijderbaar montagesysteem dat een breder scala aan socketformaten en aangepaste montageoplossingen mogelijk maakte. Ik had het geluk om toegang tot een volledig uitgeruste machinewerkplaats voor dit project, dus er zijn een paar machines die ik heb gebruikt die misschien niet erg gebruikelijk zijn in een thuiswinkel. Met wat creativiteit en geduld kunnen echter dezelfde resultaten worden bereikt met enkele eenvoudige handgereedschappen. De enige gespecialiseerde machine die voor dit project nodig zou zijn, is een CNC-frees. Om dit tot een redelijke lengte te houden, ga ik ervan uit dat ik een basiskennis heb over het gebruik van machines die doorgaans in een machinewerkplaats worden aangetroffen. Laten we beginnen!

Stap 1: Materialen en gereedschappen

Materialen:

• Aluminium platte staaf - 2 "x 4" x 1/8" dik
• Aluminium platte staaf - 2,125" x 2,125" x 1/2" dik
• Doorzichtige polycarbonaatplaat - 2,125" x 2,125" x 1/4" dik
• 10-24 UNC x 3/8" inbusbouten Aantal 4
• 6-32 UNC x 3/8" Verzonken schroeven Aantal 4
• 8-32 UNC x 1 1/2" pankopschroeven Aantal 4
• 8-32 UNC zeskantmoeren Aantal 4
• Ambachtelijk schuimvel
• Voorkeur voor waterkoelingsfittingen - Ik heb enkele knelfittingen van Amazon gebruikt

Opmerking: alle voorraadafmetingen zijn ruw gesneden maten. Raadpleeg de tekeningen in de volgende stap voor de uiteindelijke afmetingen.

Let ook op de materiaalkeuze voor je hoofdblok. Zorg ervoor dat het past bij de rest van uw waterlus om corrosie te voorkomen. (Bedankt, ijzersmid)

Gereedschap:

• CNC-molen
• Handmatige molen
• Lintzaag
• Boor of kolomboormachine
• Boren - 0.103", 0.150", 0.2", 0.457"
• Spotting Drill of Center Drill
• 2 fluitfrezen - 1/8", 1/2" (bedankt, imakeembetter)
• Geconfronteerd met molen
• verzinken
• Bestand
• Gereedschapsmes
• Heerser
• Snijmat
• G1/4-19 Pijpdraadtap
• 10-24 UNC Tikken
• 6-32 UNC Tikken

Stap 2: Blokontwerp

Ik heb Autodesk Inventor gebruikt om een 3D-model van het blok te maken om me te helpen bij het bepalen van de uiteindelijke blokafmetingen en om de g-code voor de CNC te genereren.

Het algehele ontwerp van het blok heeft een doorzichtige afdekking van polycarbonaat die op een aluminium basis is gemonteerd en is afgedicht met een pakking. De aluminium basis heeft een machinaal bewerkte zak met vinnen aan de bovenkant waar het water doorheen stroomt, evenals een contour rond de bodem. Acht getapte gaten worden gebruikt om de bovenste polycarbonaatplaat en de montagearmen te bevestigen. De waterkoelingsfittingen worden rechtstreeks in het bovenste polycarbonaatdeksel geschroefd.

De montagearmen zijn verwijderbaar om de bevestiging van vervangende armen mogelijk te maken voor verschillende socketmaten, of een aangepast montagesysteem voor ander gebruik.

Bij het ontwerpen van het blok moest ik ook rekening houden met de speling voor de moederbordcomponenten, evenals de beperkingen van mijn tooling. Om de juiste speling te krijgen, heb ik het blok zo ontworpen dat een diepe contour van 3/8 "x 1/4" rond de onderste omtrek van het blok is gefreesd. Voor de tooling heb ik besloten om een 1/8" vingerfrees te gebruiken om zoveel mogelijk vinnen in het blok te krijgen met behoud van een redelijke diepte voor de zak. Ik zal dit later in meer detail bespreken.

Stap 3: Blokafdekking wissen

Ik besloot om te beginnen met het maken van de doorzichtige polycarbonaat afdekking voor het waterblok. Het materiaal werd gesneden tot de ruwe maat op de lintzaag en vervolgens in de molen geklemd om het vierkant te maken en machinaal bewerkt tot de uiteindelijke maat van 2 "x 2". Nadat het blok tot zijn uiteindelijke maat was bewerkt, boorde ik de spelingsgaten in de hoeken (0,2 ") en boorde en tapte de montagegaten voor de waterkoelingsfittingen (G1/4-19, 0,457" tapboormaat). Ik heb een midden in de boorkop gebruikt om mijn kraan uit te lijnen en mijn draden recht op het onderdeel te houden (laatste afbeelding).

Stap 4: Voorbereiding hoofdblok

Met de polycarbonaat kap compleet, ging ik verder met het hoofdblok. Ik heb het blok eerst met de molen teruggebracht tot zijn uiteindelijke grootte van 2 "x 2" en vervolgens een lichte opruimingsbeurt over het oppervlak van het blok uitgevoerd om eventuele onvolkomenheden aan het oppervlak te verwijderen. Zorg ervoor dat u niet te veel materiaal verwijdert tijdens de schoonmaakbeurt om het CNC-programma later niet te beïnvloeden. Als het blok te dun is, zal de snijder door de bodem breken en het onderdeel verpesten.

Stap 5: CNC frezen van het hoofdblok

De nullen voor beide CNC-programma's bevinden zich in de linkerbenedenhoek van het onderdeel, dus met behulp van een kantenzoeker heb ik de machine op nul gezet. Nadat het juiste gereedschap (1/8 vingerfrees) stevig in de spil was gemonteerd, laadde ik het programma om het reservoir te bewerken en te laten draaien.

Terwijl de meeste 1/8" vingerfrezen slechts een snijlengte van 3/8" (0,375") hebben, was ik in staat om een extra 0,025" uit de mijne te persen en de volledige 0,4" diepe zak in het programma te frezen. Heb je geen zin om je snijplotter te duwen, beweeg dan gewoon de z-as 0,025" omhoog boven het oppervlak van het werk en zet de machine opnieuw op nul. Op die manier snijdt het programma slechts 0,375" in het materiaal.

Toen het programma voor het reservoir klaar was, draaide ik het onderdeel om, corrigeerde mijn nullen en liet het programma voor de vrijgave op de achterkant van het blok lopen.

Opmerking: deze g-code-bestanden werkten op mijn CNC (Tormach PCNC 1100), maar ik kan niet garanderen dat het ook op andere werkt. Zorg ervoor dat u de code controleert voordat u het programma uitvoert en zorg ervoor dat de machine niet crasht. Ik neem geen verantwoordelijkheid voor eventuele ongelukken veroorzaakt door deze code.

Stap 6: Handmatige bewerking van het hoofdblok

Nadat ik de CNC-programma's had uitgevoerd, bracht ik het hoofdblok terug naar de molen om het te bewerken.

Ik nam eerst een lichte pas met een vlakfrees om de bovenkant van het blok schoon te maken en een gladde afwerking voor de pakking te krijgen. Ik heb toen alle gaten gespot en ze geboord met de juiste maten voor tapboren (0,103" voor 6-32 UNC en 0,150" voor 10-24 UNC). Toen dat voltooid was, plaatste ik het blok in een bankschroef en tikte alle gaten op hun juiste maat.

Stap 7: De montagearmen bewerken

De montagearmen zijn vervaardigd uit 1/8 dik aluminium, bij voorkeur plat materiaal. Ik had echter een beetje extrusie van schroot en dus heb ik de mijne daaruit bewerkt. Beide methoden zouden hetzelfde resultaat opleveren.

De nul voor de montagearmen bevindt zich ook in de linkerbenedenhoek, net als het hoofdblok. Nadat de armen zijn bewerkt, heb ik ze uit hun borglipjes gebroken en glad gevijld. De montagegaten om de armen aan het hoofdblok te bevestigen, werden vervolgens verzonken om de 6-32 schroeven op te nemen.

Stap 8: De pakking snijden

Deze stap is optioneel, omdat een pakking niet echt nodig is. Wat siliconenkit zou meer dan voldoende zijn om het blok af te dichten, maar met een pakking kan het blok later worden gedemonteerd en ziet het er een stuk beter uit dan een hoop siliconen.

Ik besloot om een aantal redenen gewoon ambachtelijk schuim uit de dollarwinkel te gebruiken om de pakking te maken. Het is een vrij zacht materiaal en net dik genoeg om het samen te drukken en te contouren om te passen bij de vorm van het blok en de afdekplaat, waardoor een goede afdichting wordt bereikt. Het is ook gemakkelijk verkrijgbaar, gemakkelijk om mee te werken en vrij goedkoop.

Door de bovenkant van het blok in het ambachtelijke schuim te drukken, ontstaat er een streepje in de exacte vorm van het blok, en ik heb deze omtrek gebruikt om de pakking uit te snijden. Het is een stuk eenvoudiger dan te proberen een sjabloon van het blok te maken en de vorm over te brengen, en door het blok zelf te gebruiken om de sneden te markeren, is er een veel kleinere kans op fouten.

Alleen het reservoir en de vier hoekgaten hoeven te worden gesneden, omdat de kleinere 6-32 schroeven niet door de pakking gaan, dus het is niet nodig om daarvoor gaten te maken. Nadat de pakking is uitgesneden, heb ik deze op het blok geplaatst om te controleren of alles op één lijn ligt.

Stap 9: Blokmontage

Nu alle onderdelen zijn gemaakt, is het tijd om het blok in elkaar te zetten!

Ik begon met het schoonmaken van alle onderdelen om er zeker van te zijn dat er geen verontreinigingen in mijn blok komen. Toen ik eenmaal tevreden was dat alles schoon was, bevestigde ik de montagearmen met de verzonken 6-32 schroeven. Nadat die waren gemonteerd, heb ik de pakking en het doorzichtige deksel erop uitgelijnd. De 10-24 schroeven werden vervolgens gebruikt om het deksel vast te zetten en de fittingen waren de laatste die werden ingeschroefd. Raadpleeg het explosiediagram in stap 2 voor de volledige montageconfiguratie.

Stap 10: Lektesten

Sluit het blok aan op een op zichzelf staande waterlus, uit de buurt van elektronica en bij voorkeur in een emmer om mogelijke lekken op te vangen. Ik deed de mijne in een grote slakom op een stuk keukenpapier, zodat ik kon zien of het op enig moment lekte.

Laat de lus minimaal 24 uur lopen (hoe langer hoe beter) om er zeker van te zijn dat er geen lekkage in het blok zit.

Stap 11: Het blok monteren

Ten eerste, voordat de PCMR-gemeenschap hun haren uittrekt en een heleboel opmerkingen plaatst, weet ik dat dit een standaard Intel-moederbord is en dat het geen zin heeft om het water te koelen, maar ik gebruik het gewoon als een model en ik ben niet daadwerkelijk een lus op dit bord installeren. Met dat uit de weg, laten we het blok monteren!

Steek de 8-32 schroeven door de montagegaten op het moederbord. Breng uw favoriete thermische verbinding aan en schuif het blok vervolgens over de schroeven. De schroeven moeten mooi door de sleuven in de montagearmen passen. Draai de zeskantmoeren erop totdat ze de bovenkant van de montagearmen net raken en druk ze vervolgens handvast op de tegenovergestelde hoeken. Zorg ervoor dat er een gelijkmatige druk op de CPU-socket staat en dat het blok plat op het oppervlak van de CPU ligt. Het blok moet strak genoeg zijn om niet te bewegen, maar niet zo strak dat het het moederbord en/of de montagearmen buigt.

Uiteindelijk zou ik misschien een goede backplate voor het CPU-blok kunnen maken, maar voor nu is het goed genoeg. Als ik er ooit een maak, zal ik deze instructable bijwerken met de nodige stappen.

Gefeliciteerd, je hebt zojuist je eigen waterblok op maat gemaakt!

Aarzel niet om hieronder eventuele vragen of opmerkingen te plaatsen.