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散热那些事 篇二十:NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

 pio9999 2023-04-12 发布于广西
2023-04-10 20:19:43 11

“工业风扇”,曾是DIY爱好者们的最爱之一。时过境迁,这些昔日仅在DIY论坛中活跃的工业产品,如今也得到了一些消费级厂商的垂青。为了达成更加极致的性能,越来越多的高端风扇选择了工业风扇名厂代为生产。

近期,一款NVIDIA公版显卡的定制风扇吸引了诸多玩家的目光。这款风扇由NIDEC(日本电产)代工,其做工之精湛、技艺之先进,简直是散热领域难觅的清流,堪称为一款绝佳的艺术品。

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

NIDEC(日本电产)

AD4A31K05

标称电流:0.63A

最大转速:3300RPM

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

具体说来,这是一款最大电流为0.63A,最大转速3300RPM的散热风扇,主要配备在RTX4090等公版旗舰显卡上。

在群雄辈出的工业产品中,这款风扇的纸面参数并不算特别夸张。如果远观其外表,或许也并无突出之处。然而,它有着一颗强大的内芯——或许是出于耐久、成本与品质等多方面的考量,NIDEC竟为它配备了同级罕见的十二极电机!

该款风扇的电机拆解(图自网络)该款风扇的电机拆解(图自网络)

消费级风扇那小小的四极电机,在NIDEC的驱动方案面前简直不值一提。即便是追风者

那颇为先进、独一无二的三相六极无感驱动器,对比之下都可谓“小巫见大巫”了。

而在轴承的选择上,作为在FDB领域耕耘多年的厂商,这款风扇更是NIDEC实力的绝佳体现:它很可能使用了名为“NIDEC Bearing Revolution(日本电产轴承革命)”的NBRX轴承。

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

光看名字也能知道,NBRX绝非等闲之辈:虽然名为“含油轴承”,但它与认知中那些极不耐用的低端产品大相径庭。NIDEC通过在结构、润滑油配方和公差等多方面进行改进,NBRX有着绝对不输双滚珠轴承的可靠性,与此同时轴承噪音也要更低。静音与耐久“我全都要”的梦想,此刻并非遥不可及。

借助电机与轴承用料上的“降维打击”,这把风扇的运转之平顺、耐久之强大,足以令消费级市场所有的“磁悬浮”噱头相形见绌。即便放眼工业领域,也鲜有产品能与这把NIDEC风扇相提并论。

无论从哪一方面看,这款风扇的设计和用料都无可挑剔,足以令玩家们垂涎三尺。但更难能可贵的是,出于种种原因,它还有着绝佳的性价比。

截止4月5日,仍有不少店铺正在销售这款全新的RTX4090原装风扇,而其价格仅为20元!

但是,这款风扇使用了特殊的电源接口,无法直接安装在主板接口上。不过正因对其品质的渴求,一批又一批玩家们开始了DIY转接方案的探索。我所购买的框架便是成果之一。


3D打印改造套件

这款改造套件来自FROSTAUTUMN STUDIO,根据卖家的说法,该套件的框体使用了PETG材质。除此以外,套件还带有一个特殊的转接小板。

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

套件借助轴心附近的4颗螺丝固定电机主体,通过特殊的子板将风扇转接为主板4Pin接口。在经过改造之后,这款风扇的尺寸与普通12cm风扇相仿,可以被轻易安装在机箱之内。

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

总体来说,这款框架及时解决了风扇的安装与转接问题,并且当下36元的价格比较合理。算是一个相当不错的改造方案。

不过,这款套件目前只兼容反转型号的NIDEC扇叶,因此风扇的进出风方向与通常情况相反:它从框体肋条一侧进风、从扇叶一侧出风。在安装时,务必注意这一关键细节。

这是风扇的出风面!这是风扇的出风面!

此外,平心而论,由于是玩家DIY的结果,这款改造套件还是有诸多不足。

NIDEC扇叶的直径为11.5cm,比常见的12025规格风扇略小一号;而厚度则是13mm,更是比通常的12cm风扇薄上不少。

但是,受限于3D打印框架的精度与材料厚度问题,加装扇框后,风扇的整体尺寸飙升至12.5cm/23mm——比12cm风扇还大了一圈,仅薄了2mm。额外的直径令它的兼容性显著下降——尤其是在并联安装时。例如,它很难安装在240冷排之上。

此外,不知是否与3D打印的材料强度有关,风扇的框体肋条被刻意地加粗加厚过。

NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

没错,对于减少形变来说,厚度确实至关重要。但是,粗壮的肋条并没有进行利于气流通过的修型,因而也带来了意想不到的负面效果。

如前所述,套件适配的NIDEC风扇,是从肋条面进气的反叶型号。此时,刻意增大的肋条显著增加了进气阻力,对风扇的性能和噪音都造成了负面影响。在扇叶高速旋转时,因进气面受阻而产生的风噪格外明显

为了证明这一点,我进行了一个粗略的测试:将风扇架高并通入5V电压。在相近的距离上,分别测量裸扇与加装框体后的风噪变化。

裸扇的噪音分贝值裸扇的噪音分贝值

加装框架后,风扇的噪音分贝值加装框架后,风扇的噪音分贝值

测试数据表明,比起裸扇叶状态,在增加了3D打印框体后,风扇噪音上涨了约3-5dB。这可不是一个小数字——分贝值的变化并非线性关系。事实上,分贝值每增加3dB,声压就会翻倍!

而从人耳听感上说,在增加框体之后,“呼呼”的风噪明显更加大了——5V电压下尚且如此,在12V满转时,情况恐怕会更糟。

缺少了框体肋条的整流作用,反叶风扇本来就不以性能见长。NIDEC扇叶的厚度仅有13mm,更是比标准的12025规格风扇薄上不少。再加上3D打印扇框阻力较大的Debuff后,虽然用料和扇叶设计都颇为惊人,这款RTX4090风扇的同转表现依然不算突出。

另外,尽管NIDEC的扇叶动平衡非常优秀,几乎没有偏轴,NBRX轴承还能提供不少吸震能力。但是在3300RPM的最大转速下,这把风扇的振动测试并未与双滚珠风扇拉开差距,这不得不说是一大遗憾。

风扇在满转下的振动幅度风扇在满转下的振动幅度

或许,这与框体的强度、肋条设计、固定方法等不无关系——可能是亟待深入研究的方向之一。


后记

不管怎么说,姜还是老的更辣,曾打造出“温柔台风”的NIDEC,又一次为消费级领域带来了世不二出的瑰宝。即便这只是NIDEC顶尖技术的冰山一角,也已足够惊艳。

而3D打印制造框架的硬核玩家们,同样值得致敬。在“图吧精神”渐行渐远的当下,这些改造正是对DIY的最佳诠释。虽然有着诸多不足,虽然还有不小的进步空间,毕竟千里之行,始于足下——我期待着改造套件精进成熟的那一天。

除了来自FROSTAUTUMN STUDIO的转接套件外,淘宝上还有诸多其它玩家的3D打印产品。此后,我也会逐步跟进测评。如果你了解一些优秀的改造套件,也随时欢迎在评论区交流!NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

这篇文章到这里就结束了。如果你希望了解更多散热方面的内容,可以看看这些文章NIDEC公版4090风扇+3D打印套件简评

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