从“FDB”到“磁悬浮轴承”:散热领域的文字游戏
发布时间:2025-05-24 01:57 浏览量:3
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推荐理由:NIDEC代工FDB液态轴承结构精密,能减少摩擦、延长寿命、稳定运转,不受重力干扰,但制造门槛高
2025年的ComputeX大展上,所谓的“FDB轴承”又一次大行其道。我想,是时候再一次谈谈它背后的本质了——从“液压轴承”、“FDB”,再到玄乎其玄的“磁悬浮轴承”,它们的技术本质到底是什么?
这篇文章基于此前的内容修改而来,全文约3000字——就让我们先从“液压轴承”说起吧。
“液压轴承”——更严谨的说法或许是“套筒轴承”——通常是基于金属粉末压固、烧结后形成的制品,是粉末冶金的技术结晶。这些轴承的内壁疏松多孔,有如海绵,将有助于充分吸收润滑油脂。
在扇叶运转的过程中,套筒将承担起近似于“油泵”的作用。受到轴芯运动的挤压,内壁的润滑油将逐渐渗出,形成油膜填充于轴芯与套筒的接触面。
自然,这层油膜有助于吸收扇叶的振动,但受限于其运转原理的限制,油膜并不足以将套筒与轴芯完全阻隔,风扇轴芯始终难免与套筒的内壁接触,“边界摩擦”的情况在所难免。动平衡所带来的些许偏差,都可能转化为套筒表面的不均匀磨损。
除此以外,套筒的结构也存在一些问题:在扇叶朝下的吊装工况下,风扇的转子将承受更大的重力;套筒自身的密封性有所不足,在扇叶旋转时可能将液体甩出;外界进入的灰尘也可能从中作梗,从而导致润滑油的流失与变质现象。
尽管“液压轴承”有着如此多的缺点,但受限于成本与技术实力,它仍成为了散热厂商们所普遍选择的方案。
大家耳熟能详的猫头鹰SSO
台达SUPERFLO
酷冷至尊LDB/Rifle Bearing
乃至是近年来甚嚣尘上的“磁悬浮轴承”
都是基于套筒轴承的各类改进产品。而针对其先天缺陷,厂商们也给出了自己的解决方案。
吊装时的外力可能存在干扰,设计者引入了不同的磁稳定结构与之对抗。借助金属轴承外壳与注塑工艺的进步,扇叶背面的磁铁得以更靠近轴芯。这成就了SSO2轴承的稳定效果,进一步改善了轴承的精度与可靠性。
而为了减少进灰与“甩油”的情况,酷冷至尊引入了“迷宫式防尘结构”。名为“Rifling”的反向螺旋槽 虽然回油效果存疑,但也能更好地将异物隔离开来。
对于消费者们最关心的话题——如何最大限度地延长套筒寿命?材料的硬度是其中的重中之重。“一分钱,一分货”,尽管同是套筒轴承,但厂商们所使用的材料与结构不同,注定让它们的寿命天差地别。
廉价产品虽以“液压轴承”为名,但它们通常缺少可靠的磁稳定设计,也不具备相应的挡油结构。其套筒是否具备储油能力,更是未知数——作为代价,自然是其相差甚远的质量风评。
与此同时,还有一些消费级风扇 宣传自己使用了“FDB轴承”,号称能“避免轴承内部的摩擦”,从而能大幅延长使用寿命——在这玄乎其玄的概念背后,这所谓的“FDB轴承”,又究竟是怎么一回事呢?
FDB轴承,全称为“Fluid Dynamic Bearing(流体动态轴承)”。顾名思义,它通过特殊的内部结构生成流体动压,并借此将风扇的轴芯浮离轴承表面。这将在根本上减少同套筒的摩擦,从而大幅延长轴承的寿命、带来更为稳定的运转体验。
从这个角度上说,FDB轴承才是真正的”液压轴承”。只可惜在消费级市场,“液压轴承”的定义早已在一个个营销词汇中被扭曲,它只好被称作“液态轴承”。
公版RTX4090风扇,采用了NIDEC代工的FDB液态轴承
FDB轴承的结构高度精密,时至今日仍是被少数厂商所垄断的技术。
NIDEC FDB轴承
轴套的内表面上布满了纹路,它们是用于形成动压的刻槽。呈“V”形收敛的造型都经过精密计算,旨在叶轮旋转时引导液体动压的生成。
NIDEC FDB轴承的动压刻槽
FDB轴承的工况非常复杂,需要面对多个方向的外力作用。仅有径向的动压结构并不充足,有时还需要端面的推力圆盘进行支撑。它的表面同样带有刻槽,能够生成轴向的动压。
NIDEC FDB的推力圆盘结构
也正因此,无论朝着何种方向,FDB轴承始终能可靠地工作。不需磁稳也无惧吊装,重力对动压的干扰不值一提,流体的力量远超预期。但也因其极高的技术要求,FDB轴承的制造门槛惊人。
它最初被用于机械硬盘的电机之上,旨在消除滚珠轴承“非周期性振动”所带来的磁道读写误差。超高的磁盘转速,能够生成强大的动压,油膜本身也会带来缓冲的作用。在这令人叹服的原理背后,自然也需要空前绝后的设计与制造精度作为支撑。
不难看出,FDB轴承的外在 纹理密布,而其材料与加工精度才是真正的灵魂。果不其然,许多消费级厂商也盯上了“FDB”的概念,但它们的轴承实物可谓是“东施效颦”。
只不过是在黄铜材料上,粗略地加工出了“形似”FDB的纹理。如此简单粗暴的实现方案,不由让人哑然失笑:没有太多精密计算,谈何能产生真正的动压?
至于那复杂的推力结构、那经过反复研究验证的润滑配方,自然也不可能出现在这些模仿品中。许多厂商甚至没能为它配上完善的挡油结构,其套筒亦毫无储油能力。
更为可悲的是,由于其车削加工的本质,限制了材料强度的进一步提升——提升强度,意味着陡增加工成本。对比一些强韧的“液压轴承”,这些所谓的“FDB轴承”反而不如。
放眼当代散热市场,宣传自己采用了“FDB轴承”的散热风扇 更可谓比比皆是。然而上至百元价位的高端旗舰产品,下到一二十元的廉价入门风扇,近乎无一例外 皆是这“黄铜套筒”的各种翻版。
企图利用“FDB轴承”这玄乎其玄的概念弯道超车,并不能改变轴承套筒的先天不足;刻意忽略“材料强度”与“设计加工精度”的问题核心,归根结底只是掩耳盗铃。真正的FDB技术仍被少数厂商垄断,消费市场的“东施效颦”却“蔚然成风”,不得不说是一种悲哀。
后记在我们的传统认知里,“FDB”似乎已在一定程度上 成为了代表产品定位的概念。对某些品牌而言,旗下的“FDB轴承”产品,似乎总要比“液压轴承”更为高端一些。
也正因此,“FDB”这一词汇的范围被迅速扩大化——我们通常会下意识地将猫头鹰SSO、建准VAPO/Maglev、台达Superflo等 质量较好的套筒轴承,也归类到“FDB”的行列中。
然而从其剖面图不难得知,这些轴承的内表面分明没有刻槽。它们就是真正的“套筒轴承”——尽管其质量之高,已与其它产品不可同日而语。
VAPO套筒主要出现在建准代工的风扇中,包括华硕XF120、追风者T30等高端产品。
SSO轴承是猫头鹰与元山的骄傲,时间已证明它的耐久。而从结构上看,它与NIDEC NBRX有一定的相似之处。
上述型号均有出色的表现,但它们都是不折不扣的高端产品。而在相对亲民的价位之下,使用台达Superflo轴承的AK-12B 竟成为了仅有的支柱。
——由于材料太过坚固,作为“含油轴承”的Superflo 竟也会发出微弱的“沙沙”摩擦声。这也从侧面佐证了我们的说法:受于运转原理的限制,油膜并不足以将套筒与轴芯完全阻隔。对消费级套筒轴承来说,“边界摩擦”在所难免。
在消费级风扇中,几乎不存在真正意义上的、能形成流体动压的“FDB轴承”产品。也正因这些“看不见的地方”,散热领域才充斥着许多文字游戏。
即便是大名鼎鼎的“Sony-FDB”,是否能形成流体动压 也是未知数
正于台北举办的2025年ComputeX大展上,所谓的“FDB轴承”又一次大行其道。冒用真正FDB的技术原理,诸多媒体更随之而牵强附会。正如“液压轴承”被扭曲的本意,或许又将在FDB中再次上演。
台北展会上的TPI “FDB”,媒体们煞有介事地讲解着它们的“原理”
希望本篇文章能给予消费者们帮助,让越来越多的用户在选购产品时擦亮眼睛。唯有认清宣传词汇背后的本质,我们才能督促行业的真正转变。
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