3D 打印鋁合金散熱(rè)器的應用
點擊量:896 發布時間:2017-04-25 作者:草莓视频ios(上(shàng)海)增材製造技術有限公司
3D打(dǎ)印(3DP)即快速成型技術的一(yī)種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬(shǔ)或塑(sù)料等可粘合(hé)材料,通過逐層打印的方式來構造(zào)物體的技術。
試問最近幾(jǐ)年最熱門的技(jì)術種類,3D打印絕對是當紅炸(zhà)子雞之一,經過N年的預熱發展,3D打(dǎ)印技術(shù)從高冷的實驗室走出(chū)來,應用到各行各業,到處發揮著重要的作用。

3D打印的來勢洶洶,似(sì)乎有席卷任何行業的潛質(zhì),果不其然,在大洋彼岸的美帝,最近就傳來(lái)了消息,他們將3D打印帶入了散熱這個相對比(bǐ)較不太(tài)熱門的領域。
美國橡樹嶺國(guó)家實驗室(ORNL)和田納西(xī)大學(University of Tennessee)的研究人員發現,使用采用簡單的退火工藝或(huò)者通過(guò)使(shǐ)用一種設計算法,製造商們就能夠打造(zào)出性能與傳統製造工藝一樣的3D打(dǎ)印散熱片。

對比(bǐ)測試工裝示意
來自田(tián)納(nà)西大(dà)學和ORNL的Tong Wu領導的科學家團隊對3D打印和非3D打印的鋁散熱片進行了比較(jiào)研究。並在3D PEIM 國際研(yán)討會上。發表了一篇論文,名字《增(zēng)材製造鋁金屬的(de)熱相應(ThermalResponse of Additive Manufactured Aluminum)》,有興趣的同學不妨找來看看看看。
3D打(dǎ)印金屬粉末的材料構成: (A1_AM) ,含10%的矽和0.5%的鎂。傳統的鋁合金:(A1_6061):含<1%的矽和1.5%的鎂。

A1_6061 (a) A1_AM (b)的微結構對比
即使如此,兩者還是有不同的,在性對低溫的時候,傳統鋁合金的導熱(rè)率比3D打印合金(jīn)的(de)導熱率要高(gāo)。如下(xià)圖:

針對3D打印鋁合金(jīn)在散熱器上的應用,他們(men)也做(zuò)了更深入的研究,並發表(biǎo)在IEEE上。
他們利用基於遺傳算法逼近設計的原理,輸入原始參數(最(zuì)大空間限製,流阻損失,熱量,流體屬(shǔ)性等)設計了(le)一套性能最優的(de)水冷散熱器(可能利用傳統加工方式(shì)無法加工,隻能采用3D打印):=


50KW 的電源模塊散熱模擬

通過(guò)實測,經過最優設計的散熱器比未(wèi)優化(huà)的散熱器,性能有了15%的提升。而這個過程無需複雜的數值分析,隻需要基於遺傳算法,一次優化成功。
CAPITAL觀點:
13D打(dǎ)印散熱器,在產品(pǐn)研發期間,我們研(yán)發人員往往麵臨著,打樣時間長,成本不低的實際情況,這樣可以(yǐ)方便驗證散熱性能,極大的提高研發速度,常(cháng)規的散(sàn)熱器(qì)打樣,如果能像目前成熟的樹脂3D打印那樣,建模完(wán)成後立即可以打印出來,待性能驗證通過後再予以開模量產(chǎn),或者(zhě)是能打印出之前(qián)無法生產製造的散熱器(qì),這對這個散熱(rè)器行(háng)業,或許也(yě)能產生很大的改變,究竟何時能進入(rù)實際生產,且讓我們拭目以待。