亚洲va中文字幕欧美不卡-亚洲va在线va天堂成人-亚洲va在线va天堂va手机-亚洲va在线va天堂va888www-国产精品扒开腿做爽爽爽王者A片-国产精品白浆一区二小说

傳統銅熱交換器制造面臨的困境

半導體技術與通信技術的高速發展，萬物互聯趨勢帶來了算力的飛快提升和無時無刻的高速數據連接。而其大集成、高功率的電子元器件在運行時會產生大量的熱量，如果熱量不能及時散出，就會導致電子元器件產生熱損傷現象，帶來嚴重危害和巨大的經濟損失。如何減少甚至避免電子元器件因熱量積聚而導致的熱損傷現象，高效的散熱技術是關鍵。

▲常見銅熱交換器（來源網絡）

銅因具有優異的導熱性能且易加工，常被制作成消費電子、家電、汽車等行業的熱交換器，在熱管理領域如發電系統、運輸、石油和天然氣加工、海水淡化等都具有廣泛的應用前景。傳統上生產熱交換器的方法是制造單獨的翅片、管或板，并將它們粘合或焊接在一起。這是一種手動技術，如果任何這些釬焊接頭之間出現故障，都可能導致熱交換器出現故障。而隨著當今世界上數以百萬計的熱交換器投入使用，就全球可持續性和降低能耗而言，熱交換器的性能和效率變得比以往任何時候都更加重要。越來越復雜的熱交換技術讓傳統工藝顯得有點力不從心，采用新技術實現高表面積以促進有效熱流，同時又能小巧輕便的熱交器顯得尤為重要。

▲傳統工藝制造的散熱器（來源網絡）

純銅３D打印熱交換器的優勢和限制

3D打印為新穎的熱交換器設計開辟了新途徑，可以針對流動性和傳導性進行優化，滿足了產品趨向緊湊型、高效性、模塊化、多材料的發展趨勢。特別是用于異形、結構一體化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分復雜的形狀、點陣結構等加工，3D打印具有傳統制造技術不具備的優勢。

銅的3D打印特別適合銅熱交換組件的制造。但由于銅的導熱性和反射率非常高，這使得銅金屬特別是純銅難以通過常規3D打印有效成型，銅在室溫下對近紅外光的吸收率僅為5%，也意味著加工窗口十分的窄，很難找到完美的參數，加工效率也非常慢，制件無論是力學性能還是導電率都受到很大的限制。如最典型的金屬增材工藝選擇性激光熔化（SLM）和電子束熔化(EBM)技術就可以打印純銅材料。然而SLM工藝在激光熔化銅的過程中，吸收率低，激光難以持續熔化銅金屬粉末，從而導致成形效率低，冶金質量難以控制等問題。此外，銅的高延展性給去除多余粉末這樣的后處理工作增加了難度。EBM由于使用的是電子束為熱源，不會受到SLM激光高反射因素的影響，因此稍具優勢，但因銅具有高導電率，EBM打印過程會很短；又因銅的高導熱率，會導致打印的模型尺寸精度和力學性能各方面的可控性較差，因此打印的銅組件表面質量不佳。

▲由參數優化（左）和拓撲優化（右）生成的散熱器設計(圖片由 Fritz Lange 提供)

PEP為純銅熱交換器制造提供更優方案

而銅對綠色激光的吸收率很高，接近 40%，足足是近紅外激光的8倍，有效克服了激光打印純銅的問題。另外粘結劑噴射（BJ）工藝的銅3D打印工藝也實現了商業化。但因其采用粉末床鋪粉方式，內部復雜流道或中空結構的清粉工作也是個很大的挑戰。由升華三維推出的粉末擠出打印（PEP）技術巧妙地避開了純銅打印過程中的高導熱、高反射問題。PEP工藝采用顆粒熔融擠出成型方式，通過先打印生坯，然后再經過成熟的粉末冶金脫脂和燒結工藝，得到結構優良的高性能純銅組件。有望為下一代熱管理組件制造帶來更優異的解決方案。

▲升華三維制備的純銅散熱器和電感應器組件

PEP技術是由升華三維推出的“3D打印+粉末冶金”相結合的金屬／陶瓷間接3D打印工藝，具有低溫成型，高溫成性的特性。PEP在打印純銅時不需要高能激光束。升華三維針對純銅3D打印開發了純銅顆粒料UPGM-CU，其保持原料高純凈度的同時還具有更易實現致密化的特性，能滿足不同純銅零件的打印需求，采用銅顆粒材料打印，可有效控制材料成本且更環保。通過自主研發的3D打印設備，可以加工純銅及其合金材料以制造致密的部件，在純銅3D打印上一舉填補國內空白。目前已經廣泛應用于熱交換器、散熱器和電感應器的產品開發中。

▲升華三維純銅打印產品性能數據

3D打印將成為促進熱管理技術升級利器

3D打印在熱管理的應用開發目前最熱門的領域主要與電動汽車、高端計算、航空航天和國防相關，行業的關注點集中在具有較高價值量的熱交換器、航空航天熱管理部件、高端芯片散熱部件如微型冷板、拓撲優化通道液冷換熱器等。3D打印為熱管理提供了全新，不可替代的解決方案，是解決高熱通量計算冷卻問題的一把利器。但目前成熟應用市場還主要以傳統制造方式為主，不過隨著制造工藝的高要求，3D打印在熱管理領域的應用將是未來發展趨勢。

升華三維目前已建成了完整的金屬/陶瓷間接3D打印前后處理工藝，涵蓋了材料開發、打印材料、密煉造粒機、3D打印機、脫脂燒結爐等全工藝鏈設備，可提供高性能的間接3D打印整體解決方案。同時也歡迎增材制造界與散熱界朋友廣泛交流，促進技術融通，為增材制造在散熱領域的應用提供寶貴意見。