Driving Innovation l 探索散热元件的3D打印

“ 随形冷却模具，汽车散热器... ...无疑，除了轻量化，冷却与散热是SLM选择性激光融化技术发挥作用的主话题。那么电子元件的散热元件呢？”

电子散热元件

3D打印在探索

电子器件发热元件的冷却对电子器件的性能起到关键作用，电子元件在安全温度下有助于维持长期的使用寿命，避免产生早期产品故障。当前，实现这种冷却的首选方法是通过自然对流的空气流动带走电子器件的热量。这种方法成本低，维护简单，无噪音。

然而，自然对流的方法亦有其局限性，其限制因素是它的冷却极限，当对冷却要求比较高的时候，局限性就显现出来了。

要突破这一局限性，就需要对散热元件的结构加以改进，热对流通过散热器或散热片来实现，这些元件的特点是表面积大，且由高导热材料如铝或铜制成。当电子元器件变热，对流传导快速带走热量。

自然对流的成功在很大程度上取决于散热片的散热能力，并将其移到周围的空气中。设计有效的散热片是一个仔细平衡相互矛盾的因素过程，其中包括需要增加空气流量和表面面积，同时减少压力损失和制造成本。

如果散热元器件可以通过优化高导热材料的几何形状，增加空气流量和表面面积，同时降低生产成本，那么更多的电子产品就可以通过自然对流冷却，而不是诉诸更昂贵和复杂的方法。

SLM技术通过将金属一层一层铺粉，选择性融化粉末带来制造产品几何形状的高度自由度，而几何高度自由度带来散热元件更高的表面积密度效率，正如Conflux Technology在汽车热交换器领域的探索一样，SLM选择性激光融化技术在电子器件的冷却元件制造方面亦值得探索。

Plunkett Associates项目组利用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics) 软件对散热片建模模型进行了模拟计算，分析了空气流量特性及相关的传热特性。

通过SLM技术制造出最优的五种元件设计。这五种设计性能表现优异，都带来了连贯一致的冷却效果。

电子设备性能越来越强大，热负荷也越来越大，需要尽可能有效地散热降温。通过SLM选择性激光融化3D打印技术来构建复杂的几何形状在电子器件发热元件的冷却方面存在许多待开发的潜在应用空间。

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