ORNL用退火工艺设计出具有更高性能的3D打印散热器
散热器是许多电子设备中的重要组成部分，通过散热来保持设备的冷却。对于电力电子行业，散热片特别重要。但在最近几年，由于制造工艺的局限性，一直无法生产散热性更强的机器。
对于一些电力电子制造商，3D打印似乎是一个非常具有吸引力的解决方案：通过使用3D打印机，制造商能够设计和创建具有更复杂的内部结构的散热器，此外，这些3D打印的散热片可以很容易地被打印为零件，减少了需要组装和泄漏的可能性。然而，虽然这些3D打印的散热片可以表现出优越的结构，但它们的材料性能上还有所欠缺：一些细微的差异可能会导致不利的热效应。
吴桐（音译）最近带领一个团队对3D打印铝制散热器与非印刷铝散热片的性能进行了比较，他们将这个项目写成了一篇题为“添加剂制造的铝热反应”的研究论文，由吴桐上个月在3D电力电子国际研讨会上发表。
虽然两个散热器的热性能是相似的，但换为低温时，3D打印表现较差，这两种合金之间的“化学微观结构差异”造成了10%的性能差异。吴和团队希望通过采用一个简单的退火工艺，将3D打印散热器提升到一个较高的水平。
退火是在高温下加热材料，然后让它慢慢冷却。这样可以去除材料的内部应力，使其更加坚硬，更不易碎。研究人员发现，虽然退火的3D打印合金在100°C产生的热性能的差异可以忽略不计，但在300°C的时候，产生了微弱的差异。所以事实上，优化后的3D打印散热片比未经处理的散热片减少了33%的重量。因此，研究人员能够证明，通过采用这个简单的退火过程中，他们可以产生一个更高性能的3D打印的散热片。
对于这个早期研究项目，吴和他的团队试图发现是否可以用遗传算法的方法来设计。传统散热器的设计只是简单的散热片的形状，研究人员提出了一个新的过程，新的算法只需要输入的最大散热片的大小，设备和系统的损耗特性，和冷却液信息。通过这些数据，该算法能够产生一个理想的3D打印散热器设计，在提高电子设备的热性能的同时，还能大大减少设计周期。
图源：3ders.org
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