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标题: ORNL发现简单退火工艺可优化3D打印散热片 [打印本页]

作者: 3D新闻 时间: 2016-7-10 15:59
标题: ORNL发现简单退火工艺可优化3D打印散热片
近日，美国橡树岭国家实验室（ORNL）和田纳西大学（University of Tennessee）的研究人员发现，使用采用简单的退火工艺或者通过使用一种设计算法，制造商们就能够打造出性能与传统制造工艺一样的3D打印散热片。

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众所周知，散热片是很多电子设备的重要组成部分，它的功能就是通过热交换散去热量，降低设备温度，使其能够正常发挥公司。对于电力或电子设备来说，散热片更是非常重要，因为现在电力电子设备的能量密度正在变得越来越大。不过，尽管近年来这些设备在某些方面都有了长足的进展——比如更高的开关频率，更好的热性能——但是因为制造工艺的限制，散热片基本上维持不变。目前的散热片都是采用铣削、钻孔和铸造等传统工艺制造的，因此很少采用比较复杂的设计或者多片结构，因为这会增加破损或渗漏的可能性。
对于一些电力或电子设备生产商来说，增材制造似乎为散热片的制造提供了一个富有吸引力的解决方案：通过使用3D打印机，制造商就能够设计和制造具有更为复杂内部结构的散热片。此外，这些散热片很容易一次性3D打印完成，减少了组装的需要和泄露的可能性。不过遗憾的是，尽管3D打印的散热片可以在结构上更为复杂，但是在材料属性上却往往让人失望：金属3D打印合金的构成方式不同于常规的合金，在组成上的这些细微差别往往会导致不良的热影响。
为此，来自田纳西大学和ORNL的Tong Wu最近领导了一支科学家团队对3D打印和非3D打印的铝散热片进行了比较研究。该研究论文——《增材制造铝金属的热相应（Thermal Response of Additive Manufactured Aluminum）》上个月被Tong Wu发表在了3D PEIM 国际研讨会上。从一开始，Tong Wu和他的团队就注意到他们选择的3D打印合金（A1_AM）和常规合金（A1_6061）组成的差异。据悉，这些3D打印金属粉末是由密歇根州的Linear Mold，其成分中含有10%的硅和0.5%的镁，而常规合金中硅的含量小于1%，镁的含量1.5%。

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常规合金 A1_6061 （a）及 3D 打印合金 A1_AM 的显微结构比较（b）

科学家们通过实验发现，虽然这两个散热片的热性能在高温下类似，但是在较低温度下（70摄氏度）3D打印的散热器表现就稍微差了一点，这是因为两种合金之间的“化学与显微结构差异”造成了10%的性能差异。不过，Tong Wu和同事们希望通过一种简单的退火工艺使3D打印的散热片达到类似与常规制造的水平。

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两种合金之间的热导率比较

来源：天工社

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