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【电子散热器】仿真软件与金属3D打印技术的结合推动结构复杂化(三)

发布时间:2019-08-12 14:12:43

  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。

【电子散热器】仿真软件与金属3D打印技术的结合推动结构复杂化(三)

  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。


  选择性金属熔融技术通过将金属一层一层铺粉,带来制造产品几何形状的自由度,而几何形状的自由度带来散热元件更高的表面积密度效率,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。通过选择性激光熔融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。


  在这一领域,美国橡树岭国家实验室和田纳西大学的研究人员还发现,通过采用一个简单的退火过程,并使用建模设计算法,制造商可以通过3D打印散热片以替代传统制造的散热器。


电子散热器

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