AIサーバーや無人航空機(UAV)システムにおいて、ハードウェアアーキテクチャの信頼性は、アルゴリズムが安定して性能を発揮するための基盤です。高圧、高温、動的振動、電磁妨害(EMI)、そして全天候型の過酷な環境に直面する中、精密なシリコーンおよびゴム部品は完璧なソリューションを提供します。以下は、これら2つの急成長するハードウェア市場におけるディープな応用分析と材料設計の要点です。

一、 AIサーバーおよび高演算能力ラックにおけるゴム・シリコーン重要部品

AI演算チップ(GPU/ASIC)は高負荷時に膨大な熱を発生し、また冷却システムやファンが高速回転する際に発生する微小な振動は、高周波信号の伝送に直接干渉します。これにより、シーリング、熱伝導、および防振に対して極めて高い要件が突きつけられます。

1. 超高熱伝導性インターフェース材料 (Thermal Conductive Silicone, TIM)

GPU/CPUチップとヒートシンク、ベーパーチャンバーの間に、高熱伝導率の導熱シリコーンシートや熱伝導ゲルを充填する必要があります。シリコーン基材に酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素などのセラミック微粒子を精密にブレンドすることで、Shore A 10°〜25°の優れた柔軟性と隙間充填性を維持しつつ、3.0〜8.0 W/m·K以上の熱伝導効率を達成し、チップの温度上昇を大幅に抑制します。

2. 水冷・液冷システム用シールガスケット (Liquid Cooling Gaskets)

液冷方式(CDU水路、水冷プレート)は、AIラック放熱の主流になりつつあります。水冷ジョイントおよび冷却プレート用のシールガスケットは、数年にわたり80°Cの高温水蒸気環境で動作する必要があり、圧縮永久歪み(要件 < 10%)および耐化学劣化性(耐エチレングリコール水溶液)に対して極めて厳しい要求があります。LSR(液状シリコーンゴム)射出成形技術で製造されたOリングや異形シールガスケットは、サーバー内部の液漏れによるショートを防ぐ唯一の防線です。

AIサーバー熱伝導シリコーンとLSR液冷シール

▲ 鈞翔実業が生産するAIサーバー用超高熱伝導シリコーンシートと高気密LSRシール部品

3. 導電ゴム電磁波シールドカバーおよび絶縁ワッシャー (EMI Shielding Gaskets)

AIサーバーの内部には多数の高周波通信モジュールが存在し、電磁干渉(EMI)はデータ伝送速度を著しく低下させます。シリコーンゴムにニッケル被覆グラファイトや銀被覆銅などの導電性微粒子を配合し、共押出やプレス成形による電磁波シールド導電ゴムストリップを開発しました。これらの部品は防塵と同時に高周波ノイズを遮断し、体積抵抗率を < 0.01 Ω·cm に制御できます。

二、 ドローン(無人機)における精密防振および耐候・気密部品への技術要求

プロフェッショナル向けおよび産業用ドローン(農薬散布、送電線点検、防災・救助など)は、高空の極寒、雨水の激しい打ちつけ、プロペラモーターの高速共振環境下で動作する必要があり、部品の軽量化や防振性能に対して非常に厳しいテストが課されます。

ドローン防振ボールとモーター防振ガスケット

▲ 鈞翔実業のドローンジンバルカメラ用高減衰防振ボールおよびモーター金属接着部品

1. ジンバルカメラ用高減衰防振ボール (Gimbal Dampening Balls)

ローターの回転によって発生する50Hz〜200Hzの高周波振動は、空撮映像に「コニャック現象(ゼリー効果/Jello Effect)」を引き起こします。ジンバル防振ボールは、硬度(Shore A 30°〜45°)および減衰特性(tan δ)を正確に制御しなければなりません。高引き裂き強度、高弾性の天然ゴムとシリコーンの複合配合を採用し、カメラの自重を支える十分な剛性を持ちながら、プロペラの微細な振動を完全に遮断します。

2. モーターマウント防振ダンパーおよび金属接着部品 (Motor Mount Dampers)

ドローンのモーターマウントは振動と温度上昇の発生源です。**ゴム金属焼付接着(Rubber-to-Metal Bonding)**技術を用いて、アルミ合金と特殊ニトリルゴム(NBR)を金型内で共有結合させ、二次アセンブリを排除しました。高い引き抜き強度を備えるだけでなく、モーターの振動がフレーム(カーボンプレート)に伝わるのを遮断し、ジャイロセンサーチップへの干渉を防ぎます。

3. 着陸装置用緩衝パッド (Landing Gear Shock Absorbers)

耐摩耗性と耐引き裂き性に優れたニトリルゴム(NBR)またはポリウレタン(PU)を採用し、重量級ドローンが着陸する際の瞬間的な物理的衝撃を吸収します。これにより、機体のカーボンファイバー構造に生じる微細な損傷や亀裂を防ぎます。

4. 動力サーボおよびスイングアーム防水防塵ブーツ (Servo Dust Boots)

VTOL(垂直離着陸)チルトロータードローンのチルト軸やサーボリンケージ部に、極薄肉(0.3mm〜0.5mm)の蛇腹状シリコーンゴム製防塵カバーを使用します。高強度のシリコーンゴムは、農薬散布、砂塵、雨水を遮断しつつ、サーボの極めて精密なステアリングレスポンスを妨げない優れた柔軟性を保証します。

5. 外殻 IP67/IP68 防水ガスケットとLSR2色成形 (Overmolding)

大雨の中でのミッション遂行を実現するため、筐体とバッテリーハッチの接触部は完全な防水が必要です。LSR2色射出成形技術により、液状シリコーンゴムを硬質PC/PAプラスチックフレーム上に直接オーバーモールドします。組立公差がなく、-40°Cから85°Cの極限環境下でも剥離、亀裂、経年劣化による浸水リスクがありません。

AIサーバーおよびドローン部品の設計仕様対照表:
コア部品 推奨素材 設計仕様ガイドライン 主要製造プロセス
チップ用熱伝導シート セラミック粉末充填シリコーン 熱伝導率 3~8 W/m·K、Shore A 15° コンパウンド押出 / プレス・打ち抜き加工
液冷システムシール部品 LSR 液状シリコーンゴム 圧縮永久歪み < 10%、耐冷却液特性 高精度 LSR 自動射出成形
ジンバル用防振ボール 高引き裂き強度ゴム 高減衰(tan δ)、Shore A 35° 真空熱プレス成形 / LSR 射出
ドローン筐體防水シール LSR シリコーン + PC/PA IP68防水、せん断強度 > 4.0 MPa LSR 2色オーバーモールド (Overmolding)

三、 鈞翔実業 — 先端ハードウェア量産における最適なパートナー

多くのAIおよびドローン開発プロジェクトにおける精密シリコーン部品は、すべて特注(カスタム)部品です。鈞翔実業有限公司は、30年以上にわたる金型開発と材料改質研究の技術力を有し、台湾新北市新荘の自社工場に高精度金型加工工場と自動LSR射出成形ラインを備えています。お客様の高い熱放散、高い減衰防振、または過酷な気候下での防水性能要求に応じ、カスタム金型開発から競争力のある試作開発、高歩留まりの量産製造までを一貫して提供します。設計図面(3D: STEP/IGS)または現物サンプルをご用意の上、お気軽に弊社の技術チームまでご相談ください。