工业云制造平台

关键词：3D打印  电子散热器

传统制造技术由于技术的限制，对于散热器或热交换器的制造来说，特别是用于异形、结构一体化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分复杂的形状、点阵结构等加工不具备优势，而3D打印技术和传统技术对比则具有精度高、周期短等优势。此外还可最大程度地减少最终散热器的质量。

散热器/热交换器传递热量的方式有三种：传导-通过直接接触传递热能；对流-通过流体的实际运动传递热；辐射-借助电磁波传递能量。在这个案例中，仅考虑使用传导和对流的散热方式。

▲热量传递的三种方式：

1. 传导；2.对流；3.辐射。

来源：nTopology

在此案例中，nTopology 公司的设计师通过nTop Platform 软件定义了一个用于生成散热器的体积，这些散热器将实现表面积最大化，同时实现质量最小化。

▲3D打印的三重周期性最小表面电子散热器。

3D打印设备：雷尼绍 RenAM 500Q

来源：nTopology

设计师使用了三重周期性最小表面（TPMS），对于结构应用而言，该设计显示出高强度重量比。该设计如果与增材制造技术结合使用，将使设计师能够创建兼具高强度和散热特性的多功能结构。  

▲具有不同周期性和厚度的三种TPMS结构。

来源：nTopology

nTopology 对Gyroids（螺旋），Schwarz基元和Lidinoids 这三类TPMS结构进行了研究与评估，其中每种类型的结构都是正弦和余弦的线性组合，而这些组合会在三维空间中形成周期性的波形几何形状。就像二维波形一样，设计的可能性可以通过改变这些方程式的幅度和周期来实现，通过将这些设计输入与实验设计（DOE）方法结合起来，可以准确地评估这些组件的性能。

Gyroid = Sin(x)Cos(x)+Sin(y)Cos(z)+Sin(z)Cos(x)

▲来源：nTopology

无源电子散热器受所有三种传热方式的支配。热量从热源（如计算机芯片）传导到散热器的底部，然后通过对流（70％）和辐射（30％）从散热器散发。为了最大化散热器的散热性能，在设计散热器时需考虑如何最大化与散热器接触的环境空气量。

▲nTopology Platform工作流程

来源：nTopology

随着热量的散失，对流自然会导致空气流过散热器的散热片。TPMS类型散热器的旋转鳍片可增强边界层混合，与传统散热器设计相比，具有提供更高有效表面积的潜力。

▲散热器性能图。确定了最佳的散热器设计，该设计可在实现表面积最大化的同时实现重量最小化。

来源：nTopology

作为这项工作的一部分，nTopology 进行了简单的数值研究，从而找出性能最高的TPMS散热器，即设计输入可最大程度地增加表面积，并最大程度地减少最终散热器的质量。设计师使用nTop Platform 计算几何内核以及分析方法进行了实验，设计师可以快速进行几何更改并评估设计输入的性能输出。从上图中可以看出哪个设计的表面积最大。

不得不说3D打印为新一代电子散热器制造带来了更多的可能性。

声明：原文来自网络，如有侵权请告知，我们马上删除！

上一篇：这14种形位公差你确定都明白吗？

扫码关注，和你一起分享工业干货

你是采购商？想个性小批量定制？

你是供应商？想获得更多订单？

点击这里免费注册

————————   国恒网络科技  零部件小批量定制  采供整合云平台    —————————